Wat heb je nodig voor doe-het-zelf spuitgieten?
Desktop SLA 3D Printers met hoge prestaties
Desktop SLA 3D printers zijn krachtige machines die mallen kunnen maken met scherpe vormen en een glad oppervlak, waardoor u onderdelen van hoge kwaliteit kunt maken. U kunt SLA 3D printers voor meer gebruiken dan alleen het maken van plastic mallen. Ze zijn ook geweldig voor prototyping en andere dingen die je moet doen als je een product aan het ontwikkelen bent.
Prijs: SLA-printers zijn duurder dan printers voor Fused Deposition Modeling (FDM) en HP Nylon Multi-Jet Fusion (MJF) voor prototypes met thermoplastische materialen, maar leveren wel een goede detaillering.
Printformaat: 3D-printers voor consumenten zijn bedoeld voor het maken van kleine onderdelen en kleine series. Het zijn als het ware miniversies van de grote printers. Het gemiddelde printformaat is middelgroot, doorgaans 145 x 145 x 175 mm.
Materialen: Hoewel de printer klein is, zijn er veel materialen voor beschikbaar. Er zijn harsen voor transparante, massieve, tandheelkundige en flexibele onderdelen. De meestgebruikte materialen voor desktop-3D-printen zijn polycarbonaat (PC), acrylonitril-butadieen-styreen (ABS) en elastomeer polyurethaan (EPU). Er zijn daarnaast veel goedkopere materialen op de markt. Die kosten ongeveer 15 euro per 500 ml.
Resolutie: De resolutie van desktop-3D-printers is doorgaans vrij goed voor deze prijsklasse, met laagdiktes van ongeveer 25-200 micron. Na veelvuldig gebruik kan de resolutie echter soms afnemen.
Gewicht: Desktop-SLA-printers voor hars wegen minder dan 10 kg en zijn zeer draagbaar.
3D Printing materialen
Een 3D printmateriaal dat bestand is tegen de temperatuur en druk op de mal tijdens het spuitgietproces. De belangrijkste zijn de volgende:
Rigid 10K Resin is een supersterk, zeer glasgevuld materiaal dat een breder scala aan geometrieën en spuitgietprocessen aankan. Het heeft een HDT van 218°C @ 0,45 MPa en een trekmodulus van 10.000 MPa, wat betekent dat het sterk en superhard is en tegen een stootje kan.
High Temp Resin heeft een warmteafbuigingstemperatuur van 238 °C @ 0,45 MPa en is goed voor spuitgieten. Het is bros maar wordt aanbevolen voor materialen met hoge vormtemperaturen en kortere koeltijden.
Grey Pro Resin heeft een lager warmtegeleidingsvermogen dan High Temp Resin of Rigid Resin, wat betekent dat het langer duurt om af te koelen, maar het is zachter en kan honderden cycli van slijtage weerstaan.
Desktop spuitgietmachines.
Bureauspuitgieten is een mechanisch proces dat vaak gebruikt wordt in verschillende productiecycli om verschillende materialen, waaronder kunststoffen, permanent vorm te geven. Op deze pagina leer je wat spuitgieten is, waar spuitgieten vaak wordt gebruikt, de productie van kunststof onderdelen en voorwerpen, de productie van matrijzen en precisievormen van kunststof materialen.
Er zijn veel verschillende soorten spuitgietmachines die gebruikt worden door fabrikanten. De belangrijkste machinetypes die gebruikt worden zijn hydraulisch, elektrisch en hybride (een combinatie van elektrisch en hydraulisch), maar desktop spuitgietmachines worden meestal elektrisch aangedreven.
Desktopspuitgietmachines zijn ontworpen om gesmolten materiaal (meestal kunststof of metaal) in een matrijs te persen die een holte bevat om het materiaal in te duwen en een armatuur om het onderdeel in zijn uiteindelijke vorm te gieten en vast te zetten. In één machine kunnen de mallen uit één of meerdere caviteiten bestaan, wat betekent dat er één of meerdere producten in één proces gemaakt kunnen worden.
Bovendien kunnen mallen met meerdere caviteiten identieke of unieke caviteiten bevatten, zodat de gemaakte producten identiek of individueel kunnen zijn. Elke matrijs is ontworpen om tijdens zijn levensduur meer dan een miljoen onderdelen te maken, wat betekent dat ze robuust moeten zijn en lage toleranties moeten hebben.
Of een desktopspuitgietmachine nuttig voor u is, hangt af van de toepassing en de behoeften van de gebruiker. Voor doe-het-zelvers thuis en kleine studio’s kan zo’n machine een goedkope, snelle en gebruiksvriendelijke manier bieden om complexe onderdelen en modellen te maken.
Doe-het-zelf spuitgieten in stappen
De mal ontwerpen in CAD
Kies eerst uw favoriete CAD softwaretool om het matrijsinzetstuk te ontwerpen. Je kunt je eigen matrijsinzetstuk ontwerpen aan de hand van de holtetekening van het hoofdmatrijsraam.
Breng de twee helften van de kern en het 3D-ontwerp dat je wilt maken naar je CAD-tool.
Blokkeer in Blender één helft van de mal met behulp van het oogpictogram in de scèneverkenner. Zodra je het werkveld hebt ingesteld zoals jij het wilt, stel je beide helften van de mal in op het “draad” tekentype onder het Object menu.
Nu kun je de mal positioneren. Zorg er tijdens het injectieproces voor dat het object de inlaat van het gesmolten plastic volledig snijdt. Gebruik de orthografische modus om dit gemakkelijker te maken door te schakelen tussen perspectief en orthografisch aanzicht.
Verberg de huidige matrijskern en verwijder dan de andere kant. Herhaal dit proces en zorg ervoor dat het object de inham van de andere helft van de kern volledig snijdt. Zodra de objecten zijn uitgelijnd, kunt u de functie Boolean Difference in Blender gebruiken om de oppervlakte van de twee kruisende objecten af te trekken.
Selecteer de voorste helft van het object en selecteer dan de booleaanse optie in het modificatiemenu. Selecteer het object dat je gaat snijden en zorg ervoor dat de “verschil” bewerking geselecteerd is. Pas de operator toe en doe hetzelfde voor de andere kant.
Je mal is nu klaar om af te drukken. Exporteer elke helft en zorg ervoor dat je het vakje “Alleen selectie” aanvinkt in de Blender exporter.
3D drukvormen
Om mallen te 3D-printen, moet je een materiaal kiezen dat de temperatuur en druk van de mal tijdens het spuitgietproces aankan.
Tijdens het maken van de mal wordt het aluminium frame van de mal gecombineerd met de stalen mallen en worden de malhelften bewerkt met een boormachine om ervoor te zorgen dat de luchtbellen in de vloeibare hars effectief worden verwijderd.
Op basis van onze eigen tests en casestudies van klanten hebben we een lijst samengesteld van de populairste 3D-printharsen.
Lichtuithardende harsen: Lichtuithardende harsen behoren tot de populairste harssoorten voor 3D-printen. Ze harden snel uit onder ultraviolet licht. Deze hars hardt snel uit en maakt zeer fijne details mogelijk. Lichtuithardende harsen zijn geschikt voor gedetailleerde modellen, kunstwerken en hoogwaardige machineonderdelen.
Composietharsen: Composietharsen worden gemaakt door twee of meer harsmaterialen te mengen. Door de verhoudingen aan te passen, kunt u de sterkte en hardheid van deze hars bepalen en zowel zachte als harde producten maken. Composietharsen zijn bovendien goed bestand tegen chemicaliën en hitte.
Siliconenharsen: Siliconenharsen zijn hoogwaardige harsmaterialen met een hoge sterkte en hardheid, een goede stabiliteit bij hoge temperaturen en uitstekende mechanische eigenschappen. Deze hars is ook goed bestand tegen weersinvloeden en is zeer luchtdicht. Daarom wordt hij vaak gebruikt voor hoogwaardige auto-onderdelen en onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart.
Thermoplastische hars: Thermoplastische hars is een harsmateriaal dat bij hoge temperaturen plastisch kan worden vervormd. Deze hars is goed bestand tegen hitte en corrosie en kan worden verwerkt.
Fotogevoelige hars is het spul dat je gebruikt om dingen te maken met een 3D printer die licht gebruikt om de hars uit te harden. Het is een vloeistof die in een vaste stof verandert als je er licht op schijnt. Het bestaat uit een heleboel verschillende chemicaliën, maar de belangrijkste zijn polymeren, fotoinitiatoren en verdunningsmiddelen.
Er zijn 9 verschillende soorten fotogevoelige hars die je kunt gebruiken met een 3D printer: algemene hars, harde hars, giethars, flexibele hars, elastische hars, hars voor hoge temperaturen, biocompatibele hars, keramische hars en daglichthars.
Het opzetten van een print in PreForm, de printvoorbereidingssoftware voor Formlabs 3D printers, neemt slechts enkele seconden in beslag. Als uw malontwerp een ondersteunende structuur nodig heeft voor het printen, zorg er dan voor dat de malhelft in PreForm zo wordt geplaatst dat de holte naar boven is gericht. Dit maakt de nabewerking eenvoudiger en zorgt voor een oppervlak van hoge kwaliteit op uw maldeel.
Afhankelijk van de geometrie en grootte kun je meerdere mallen tegelijk printen op het bouwplatform om het printen efficiënter te maken.
Spuitgegoten kunststof onderdelen
Nu je je mal hebt ontworpen en 3D-geprint, kun je je onderdelen spuitgieten op een desktop kunststof spuitgietmachine.
Je kunt kiezen uit een heleboel materialen voor spuitgieten. Hier zijn enkele van de meest gebruikte spuitgietmaterialen.
Acryl; Acryl, ook bekend als poly(methylmethacrylaat), is een lichtgewicht thermoplast met een goede mechanische sterkte die helder en transparant is. Het is niet ductiel, maar wel goed bestand tegen afsplinteren.
ABS; ABS is een van de bekendste materialen voor spuitgieten. Het heeft een goede sterkte en taaiheid en is bestand tegen schokken en tegen chemicaliën zoals zuren, basen en oliën. Het is volledig ondoorzichtig en kan in uiteenlopende kleuren worden gespuitgoten. Het grootste voordeel is dat het, vergeleken met de andere kunststofmaterialen voor spuitgieten in deze lijst, zeer goedkoop is.
Nylon; Nylon is een uitstekend materiaal. Het is taai, hittebestendig en heeft goede wrijvings- en slijtage-eigenschappen. Het komt in de natuur voor, maar kan ook synthetisch worden gemaakt. De synthetische variant is zeer geschikt voor spuitgieten. Bovendien absorbeert nylon trillingen goed, waardoor het geschikt is voor geluiddempende toepassingen.
PC; PC is bijzonder taai en goed bestand tegen afsplinteren en schokken. Het is transparant. Bovendien behoudt het zijn mechanische eigenschappen en uiterlijk binnen een breed temperatuurbereik. Daardoor presteert het uitstekend in omgevingen met hoge temperaturen.
POM; POM is zeer geschikt voor toepassingen die uiterst nauwkeurig moeten zijn. Het is stijf en vormvast en vervormt daardoor nauwelijks. Het is ook glad en heeft een lage wrijving, wat het geschikt maakt voor onderdelen die veel langs elkaar bewegen. Daarnaast is het bestand tegen zeer lage temperaturen.
PP; PP is overal om ons heen te vinden, vooral als voedselverpakking in onze keukenkastjes. Het is een van de meestgebruikte kunststoffen die door de FDA zijn goedgekeurd voor spuitgieten. Het is hard, hitte- en chemicaliënbestendig en kan meerdere keren worden gerecycled. Dankzij deze eigenschappen is het gemakkelijk te verwerken.
PS; PS is een van de weinige brosse materialen voor spuitgieten. Het is bijzonder licht, bestand tegen vocht en chemische reacties en zeer geschikt voor het thuis spuitgieten van kunststof, omdat het tijdens het afkoelen in de matrijs gelijkmatig krimpt.
PE; PE wordt op basis van dichtheid onderverdeeld in drie hoofdcategorieën: hogedichtheidpolyethyleen (HDPE), lagedichtheidpolyethyleen (LDPE) en polyethyleentereftalaat (PET). Over het algemeen zijn PE-kwaliteiten ductiel en hebben ze een goede slagvastheid en kruipweerstand (ze kunnen langdurig mechanisch worden belast zonder te vervormen). Bovendien zijn ze bestand tegen chemische reacties.
TPE; TPE verschilt van andere materialen voor spuitgieten doordat het een mengsel van kunststof en rubber is. Het combineert de beste eigenschappen van beide. Het is flexibel, zeer rekbaar en sterk en kan worden gerecycled. Het beste is bovendien dat het goedkoop is vergeleken met de meeste alternatieven van rubber.
TPU; TPU is een ander mengsel van rubber en kunststof, met zeer aantrekkelijke eigenschappen dankzij de polyurethaancomponent. Het is zeer hard en heeft een bijzonder goede druksterkte, slijtvastheid en chemische bestendigheid. Bovendien veranderen deze eigenschappen nauwelijks bij extreme temperaturen.
Bedenk voordat je kiest wat je wilt dat het ding doet en wat de machine kan. Volg dan gewoon de instructies van de machine om je onderdeel te maken.
Afhankelijk van wat je injecteert, kan de aanhechting van het onderdeel aan de mal ervoor zorgen dat de mal verslechtert wanneer je het onderdeel eruit probeert te krijgen, vooral bij flexibele materialen zoals TPU of TPE. Het gebruik van een mold release is een goede manier om het onderdeel van de mal te scheiden. Silicone mold releases werken met Formlabs Grey Pro Resin, High Temp Resin en Rigid 10K Resin.
Tips voor ontwerpers die zelf spuitgieten proberen
Bedenk bij het ontwerpen van je mal of deze geprint en gegoten kan worden.
De precieze methode voor zelf spuitgieten hangt af van het gewenste ontwerp en volume, maar met deze tips en trucs vergroot u de kans op succes. Print uw kunststof matrijs met een kleinere laaghoogte om de printlijnen op het afgewerkte onderdeel minder zichtbaar te maken (50 of 25 micron per laag in plaats van de standaard 100). Houd er rekening mee dat dit de printtijd verlengt.
Door 2-5 graden trekkracht toe te voegen aan oppervlakken die loodrecht op de trekrichting staan, kunt u het onderdeel er gemakkelijker uithalen en voorkomt u dat de mal beschadigd raakt. U kunt de gespleten vlakken met fijn schuurpapier schuren om de uitlopers te verwijderen. U kunt een waterbad gebruiken om uw onderdeel sneller te laten afkoelen en te voorkomen dat het kromtrekt. In reliëf aangebrachte en gegraveerde details moeten minstens 1 mm van het oppervlak verwijderd zijn.
Als je een aluminium frame ontwerpt, voeg dan .125 mm extra dikte toe aan de achterkant van de vorm om compressie te creëren en een volledige afdichting te garanderen.
Conclusie
Mensen praten vaak over 3D-printen en spuitgieten alsof het aartsvijanden zijn, maar het is niet altijd een binaire keuze. Prototyping en productie in kleine volumes, of dit nu gebeurt door direct op een onderdeel te 3D-printen of door te spuitgieten met behulp van een 3D-geprinte mal, kunnen een geweldige manier zijn om bedrijven te helpen sneller, kosteneffectiever en met minder risico op de markt te komen.
Een offerte nodig voor uw spuitgietproject?Ontvang concurrerende prijzen, DFM-feedback en een productieplanning van het engineeringteam van ZetarMold.
Vraag een gratis offerte aan → Bekijk onze Complete gids voor spuitgieten voor een uitgebreid overzicht.
