Каковы преимущества 3D-печати небольших партий литьевых форм?

Введение: Пресс-форма для литья под давлениемКаковы преимущества 3D-печати малых партий | ZetarMold

Для прототипирования и мелкосерийного производства (около 10-1000 деталей) 3D-печатные пресс-формы - это экономия времени и средств. Они также позволяют использовать более гибкие методы производства, поэтому инженеры и дизайнеры могут тестировать конструкции пресс-форм, легко вносить изменения и повторять дизайн быстрее и намного дешевле, чем при традиционной обработке на станках с ЧПУ.

Вот подробное объяснение преимуществ 3D-печати мелкосерийных литьевых форм с пяти точек зрения: что такое 3D-печать, недостатки 3D-печати, преимущества 3D-печати, типичные примеры мелкосерийной 3D-печати и проблемы 3D-печати.

Что такое 3D-печать?

3D-печать - это метод аддитивного производства, при котором объекты создаются непосредственно из данных 3D CAD слой за слоем путем добавления определенного количества материала. Основной процесс литья - от CAD-модели к накопительному литью и, наконец, к изделию. Весь процесс производства будет проходить через трехмерное, двухмерное и трехмерное преобразование.

Каковы преимущества 3D-печати в мелкосерийном производстве?

3D printing technology is a process of independent innovation in the industry. With the development of the times, its value will gradually be reflected, and it has great market development space. It is bound to become one of the many breakthroughs that will lead the future manufacturing industry and deserves the attention of every injection molding practitioner.

Наша страна производит около 20% пластиковых изделий в мире. Пресс-формы необходимы для массового производства пластмассовых изделий. Однако традиционная разработка пресс-форм требует времени и инвестиций, прежде чем будет получена достаточная проверка пробного производства и реакция рынка. Это противоречит гибким и быстрым рыночным ориентирам, которые пропагандирует современное гибкое производство.

С тех пор как технология 3D-печати стала широко применяться в промышленности, она достигла зрелости в ходе непрерывных исследований при использовании в пробном производстве пресс-форм. Она имеет множество сравнительных преимуществ при мелкосерийном производстве:

Удовлетворение любых сложных геометрических форм

Пока есть цифровая 3D-модель, включая любые чертежи CAD, такие как CATIA, UG, CREO и т.д., после преобразования в STL-файлы, технология 3D-печати очень удобна для высокоточной печати моделей, исключая процесс изготовления инструментов и приспособлений, и непосредственно обрабатывая продукт, решая проблему. Она также экономит материалы и сокращает время, что трудно решить в процессе производства. Согласно профессиональной статистике, стоимость разработки нового продукта снижается до 1/3-1/5 от традиционных методов.

Используйте 3D-принтер для распечатки компонентов пресс-формы, разработанных с помощью программного обеспечения CAD, и дальнейшей проверки рациональности конструкции путем фактической сборки, что позволяет легко обсуждать и корректировать точность, процесс и срок службы пресс-формы.

Гораздо быстрее и дешевле, чем традиционное производство металлических пресс-форм; можно одновременно печатать несколько версий пресс-форм; более широкие возможности применения, подходит для аутсорсинговых производителей; внутреннее решение для предотвращения утечки данных и защиты прав интеллектуальной собственности; литье под давлением Детали имеют такое же качество.

На самом деле, в некоторых случаях металлические 3D-печатные формы могут быть дороже и занимать больше времени, чем традиционные металлические формы. Дело не в том, что производство пресс-форм выгоднее, а в том, что экономичнее производить весь продукт с помощью 3D-печатных форм.

Одним словом, 3D-печать пластиковых форм с помощью пластикового (или полимерного) 3D-принтера в сочетании с прочными и термостойкими материалами позволяет компаниям изготавливать собственные литьевые формы своими силами или найти поставщика услуг для их быстрого заказа.

3D-печатные пластиковые формы могут использоваться для изготовления небольших количеств деталей (100 или 10 00, в зависимости от материала) и стоят на 90% меньше, чем металлические формы. Если бюджет ограничен, а сроки изготовления невелики, то пластиковая 3D-печать в небольших объемах является предпочтительным методом изготовления пресс-форм.

Значительная экономия времени изготовления изделий и пробных партий пресс-форм

Для небольших пресс-форм стоимость и цикл производства не так просты, чтобы удовлетворить клиентов. Для некоторых потребительских электронных продуктов цикл запуска серьезно влияет на прибыль. Использование 3D-печати для создания пресс-форм чрезвычайно экономично. Время производства зависит только от размера и сложности объекта. 3D-принтер может изготовить деталь или силиконовую форму для проверки изделия за 2-24 часа, что, безусловно, является преимуществом по сравнению с литьем под давлением и штамповкой форм.

3D-печать особенно подходит для проверки внешнего вида и сборки. Если ранний дизайн вас не устраивает, достаточно скорректировать STL-файл и повторить 3D-печать, что позволяет ускорить производство модели и ускорить итерацию дизайна. Кроме того, использование 3D-печати для производства небольших партий новых продуктов для изучения рынка и 3D-печати для замены некоторых деталей также может сэкономить затраты на разработку пресс-форм.

Same quality as machined molds; can make conformal cooling channels; uses less raw materials and faster than machined molds; can print multiple mold versions at one time; has higher application options, suitable for outsourcing manufacturers; prevents Data leakage, internal solution to protect intellectual property; injection molded parts have the same quality.

По сравнению с традиционными формами для обработки, преимущества форм для 3D-печати заключаются в скорости, экономии средств и материалов, а также в более гибком дизайне. Если взять в качестве примера металлические формы для 3D-печати, то в прошлом их использовали, возможно, только средние и крупные предприятия, а сейчас ими пользуются и малые и средние заводы по производству пресс-форм. Это лишь вопрос времени, когда технология станет популярной.

In short, 3D printing, also known as additive manufacturing, helps these companies make better injection molding molds and tooling faster and cheaper than traditional processes. It can be said that 3D printing molds are changing the rules of the game in the mold manufacturing industry.

Обеспечивает высочайшие стандарты качества

Например, если конечный продукт - силиконовое изделие и используется 3D-печатная форма, силикон не будет мешать пластиковой форме или вызывать химическую реакцию. Единственное, на что следует обратить внимание, - это температура плавления пластика. Некоторые материалы даже термостойкие, что делает их идеальными для 3D-печатных форм, а силиконовые детали могут иметь очень гладкую поверхность и множество деталей. 3D-печатные формы также прочны и могут быть легко использованы несколько раз, что делает их отличным решением для улучшения производственного процесса.

Литье - популярный метод изготовления форм, а теперь 3D-печать можно использовать для создания металлических деталей из песчаных форм. При использовании 3D-печати в этом сценарии эффект поверхности напечатанной модели будет очень тонким, а точная форма дизайна останется в песке для создания точных металлических изделий.

Например, изделия ювелирной серии в основном производятся методом литья по выплавляемым моделям: с помощью 3D-печати изготавливаются восковые модели, затем они заливаются в оболочки и обжигаются, чтобы получить полость формы. Наконец, в полость заливается необходимая металлическая жидкость, чтобы получить конечный продукт.
Типичные примеры 3D-печати литьевых форм для небольших партий.

Zetar Mold: Компания по литью под давлением, расположенная в Шанхае, Китай, предоставляющая услуги по быстрому открытию пресс-форм и мелкосерийному литью под давлением. В последние несколько лет наблюдается всплеск спроса на традиционно малосерийное производство. Сегодня Zetar Mold использует материал из смолы xPEEK147 на 3D-принтере Nexa3D NXE 400 для производства вставок для пресс-форм, которые затем собираются с компонентами традиционных металлических пресс-форм.

Полный комплект пресс-форм можно изготовить за 12 часов, из которых 8 часов уходит на 3D-печать и 4 часа - на постобработку или отверждение. Время разработки прототипа пресс-формы сократилось с 4 недель до 48 часов.

Кроме того, стоимость каждого комплекта пресс-формы может быть снижена с $10 000 до $350. Эти гибридные пресс-формы могут производить более 1 000 бутылок без сбоев при экономии до 96% по сравнению с традиционными металлическими пресс-формами. При традиционном литье под давлением самые большие затраты приходятся на изготовление пресс-формы. Только при массовом производстве и продаже продукции можно окупить затраты на изготовление пресс-формы.

Если у продукта короткий жизненный цикл или низкий спрос, инвестирование в инструменты для механической обработки может не иметь финансового смысла. В этом случае лучшим выбором может стать изготовление пресс-форм с помощью 3D-печати. В рамках контроля над расходами производители могут расширить ассортимент продукции до индивидуального или мелкосерийного производства, которое ранее было экономически нецелесообразным.

Поэтому изготовление форм с помощью 3D-печати может оказаться лучшим вариантом. Гибкость дизайна технологии 3D-печати позволяет внедрять инновации и создавать индивидуальные модели, которые ранее были труднодостижимы. С ее помощью можно тестировать сложные прототипы, не прибегая к традиционным пресс-формам. Риски дорогостоящего ремонта

Быстро развивающаяся и высококонкурентная индустрия литья под давлением оценивается в сотни миллиардов долларов, поэтому производители ищут более эффективные и дешевые способы опередить время.

Каковы недостатки 3D-печати?

Пластиковые формы обычно имеют более низкую теплопроводность, чем металлические, что приводит к увеличению времени охлаждения для литые детали; изнашиваются быстрее, чем металлические формы; могут требовать последующей обработки для соблюдения требований к точности; ограниченные размеры форм.

Может занимать больше времени и стоить дороже, чем механическая обработка; требует больше времени на предварительное проектирование и требует более высокой квалификации; для соблюдения требований к точности может потребоваться обработка после обработки; размеры пресс-форм ограничены.

Каковы проблемы 3D-печати?

Рассчитайте стоимость ваших инвестиций: Производители пресс-форм часто находятся под сильным давлением со стороны заказчиков, требующих изготовления пресс-форм по самой низкой цене. Поэтому производители пресс-форм должны точно рассчитать стоимость дополнительных инвестиций и доказать ее конечному заказчику.

Интеграция с традиционными процессами производства пресс-форм: Последнее, что ограничивает применение технологии 3D-печати металлов в производстве пресс-форм, - это отсутствие решения, позволяющего легко интегрировать ее в традиционные производственные линии. Это также является ключевой проблемой для применения 3D-печати в производстве пресс-форм.

Проблемы самой технологии 3D-печати: При 3D-печати вставок для пресс-форм требуется очень стабильный процесс печати для получения деталей высокой плотности: таким образом достигается идеальное качество поверхности после последующей обработки. Это наиболее сложные аспекты самой технологии 3D-печати. требования.

Заключение

По мере развития технологии 3D-печати и снижения стоимости появляется все больше примеров, когда с помощью 3D-печати изготавливаются целые пресс-формы. Особенно это актуально для индустрии бытовой электроники, где быстро меняются изделия, изготовленные методом литья под давлением, такие как мобильные телефоны, умные носимые устройства и т. д.
3D-печать не заменяет традиционные методы производства. Напротив, 3D-печать дополняет производство, решая проблемы, связанные с традиционными методами изготовления. Применение 3D-печати в литьевых формах является относительно зрелым.

Основными преимуществами 3D-печати являются экономическая эффективность, более высокая скорость производства, гибкость и сложность дизайна, снижение рисков, материалы и устойчивость, прочность и долговечность, уменьшение количества отходов, доступность и быстрое создание прототипов. Основные области применения - медицинские приборы, автомобильные потребительские товары, аэрокосмическая промышленность, образование и научные исследования.

Технология 3D-печати - это процесс самостоятельной инновации в отрасли. С развитием времени ее ценность будет постепенно отражаться, и она имеет большое пространство для развития рынка. Она обязательно станет одним из многих прорывов, которые возглавят будущую производственную индустрию, и заслуживает внимания каждого литьё под давлением практик.