Giriş: Enjeksiyon kalıplama her yerde. Aslında, bugün dünyadaki plastik ürünlerin çoğu enjeksiyon kalıplama. Büyük ölçekli üretim için harika olsa da, geleneksel CNC işlenmiş metal kalıplar pahalıdır ve küçük hacimli üretim için yapılması uzun zaman alır.

Prototip oluşturuyor veya küçük hacimli üretim yapıyorsanız (10-1000 parça gibi), 3D baskılı enjeksiyon kalıpları zamandan ve paradan tasarruf etmenin harika bir yoludur. Ayrıca üretim sürecinizde daha esnek olmanızı sağlarlar. Kalıp tasarımlarını test edebilir, kolayca değişiklik yapabilir ve tasarımları geleneksel CNC işlemeden çok daha hızlı ve çok daha ucuza yineleyebilirsiniz.

Stereolitografi 3D yazıcı ile özel kalıplar yapmak kolay ve kullanışlıdır, 3D baskı ve geleneksel kalıplama tekniklerinin en iyilerini birleştirmenize olanak tanır. Bu kılavuzda size DIY enjeksiyon kalıplamanın nasıl yapıldığını göstereceğiz ve şirket içinde plastik enjeksiyon kalıplama için 3D baskılı kalıpları kullanmanız için gereken tüm araçları ve ipuçlarını vereceğiz.

Kendin Yap Enjeksiyon Kalıplama için Neye İhtiyacınız Var?

Yüksek Performanslı Masaüstü SLA 3D Yazıcılar

Masaüstü SLA 3D yazıcılar, keskin özelliklere ve pürüzsüz bir yüzey kaplamasına sahip kalıplar yapabilen yüksek performanslı makinelerdir; bu, yüksek kaliteli parçalar yapabileceğiniz anlamına gelir. SLA 3D yazıcıları sadece plastik kalıp yapmaktan daha fazlası için kullanabilirsiniz. Ayrıca prototipleme ve bir ürün geliştirirken yapmanız gereken diğer şeyler için de harikadırlar.

Fiyat: SLA yazıcıları, termoplastik malzemelerle prototipleme için Erimiş Biriktirme Modelleme (FDM) ve HP Nylon Multi-Jet Fusion (MJF) yazıcılarından daha pahalıdır, ancak iyi ayrıntı sağlarlar.

Baskı Boyutu: Tüketici 3D yazıcıları küçük parçalar ve küçük partiler yapmak için üretilmiştir. Büyüklerin mini versiyonları gibidirler. Ortalama baskı boyutu orta düzeydedir, genellikle 145 x 145 x 175 mm'dir.

Malzemeler: Yazıcı küçük olmasına rağmen çok sayıda malzemeye sahiptir. Şeffaf, katı, diş ve esnek parçalar için reçineleri vardır. Masaüstü 3D baskı için en yaygın malzemeler polikarbonat (PC), akrilonitril bütadien stiren (ABS) ve elastomerik poliüretan (EPU) reçinelerdir. Piyasada çok daha ucuz malzemeler de var. Bunlar 500 ml için yaklaşık 15 avroya mal olmaktadır.

Çözüm: Masaüstü 3D yazıcıların çözünürlüğü, yaklaşık 25-200 mikron katman kalınlığı ile fiyat aralığı için genellikle oldukça iyidir. Ancak, bazen bir sürü kullandıktan sonra daha da kötüleşebilir.

Ağırlık: Masaüstü reçine SLA yazıcıları 10 kg'dan daha hafiftir ve süper taşınabilirdir.

3D Baskı Malzemeleri

Enjeksiyon kalıplama işlemi sırasında kalıp üzerindeki sıcaklık ve basınca dayanabilen bir 3D baskı malzemesi. Başlıcaları aşağıdakileri içerir:

Rigid 10K Reçine, daha geniş bir geometri ve enjeksiyon kalıplama işlemi yelpazesini idare edebilen süper güçlü, yüksek oranda cam dolgulu bir malzemedir. HDT değeri 218°C @ 0,45 MPa ve çekme modülü 10.000 MPa'dır, yani güçlüdür, süper serttir ve ısıya dayanabilir.

Yüksek Sıcaklık Reçinesi 238 °C @ 0,45 MPa ısı sapma sıcaklığına sahiptir ve enjeksiyon kalıplama için iyidir. Kırılgandır ancak yüksek kalıplama sıcaklıkları ve düşük soğutma süreleri olan malzemeler için önerilir.

Grey Pro Reçine, Yüksek Sıcaklık Reçinesi veya Sert Reçineden daha düşük bir termal iletkenliğe sahiptir, bu da soğumasının daha uzun sürdüğü, ancak daha yumuşak olduğu ve yüzlerce aşınma döngüsüne dayanabileceği anlamına gelir.

Masaüstü Enjeksiyon Makineleri.

Masaüstü enjeksiyon kalıplama, plastikler de dahil olmak üzere çeşitli malzemeleri kalıcı olarak şekillendirmek için çeşitli üretim döngülerinde yaygın olarak kullanılan mekanik bir işlemdir. Bu sayfada, enjeksiyon kalıplamanın ne olduğu, enjeksiyon kalıplamanın yaygın olarak kullanıldığı yerler, plastik parçaların ve nesnelerin üretimi, kalıp üretimi ve plastik malzemelerin hassas kalıplanması hakkında bilgi edineceksiniz.

Üreticiler tarafından kullanılan birçok farklı tipte enjeksiyon kalıplama makinesi vardır. Kullanılan ana makine tipleri hidrolik, elektrik ve hibrit (elektrik ve hidrolik kombinasyonu) güçtür, ancak masaüstü enjeksiyon kalıplama makineleri genellikle elektrikle çalışır.

Masaüstü enjeksiyon kalıplama makineleri, erimiş malzemeyi (genellikle plastik veya metal), malzemeyi içine itmek için bir boşluk ve parçayı son şekline getirmek ve sabitlemek için bir fikstür içeren bir kalıba zorlamak için tasarlanmıştır. Bir makinede kalıplar tek boşluklu veya çok boşluklu olabilir, yani tek bir işlemde yalnızca bir veya daha fazla ürün yapılabilir.

Buna ek olarak, çok boşluklu kalıplar aynı veya benzersiz boşluklar içerebilir, böylece oluşturulan ürünler aynı veya bireysel olabilir. Her kalıp, kullanım ömrü boyunca bir milyondan fazla parça üretecek şekilde tasarlanmıştır, bu da sağlam olmaları ve düşük toleranslara sahip olmaları gerektiği anlamına gelir.

Bir masaüstü bilgisayar olsun ya da olmasın enjeksiyon kalıplama makinenin sizin için yararlı olup olmadığı, kullanım durumunuza ve kullanıcının ihtiyaçlarına bağlıdır. Evde kendin yap meraklıları ve küçük stüdyolar için, karmaşık parçalar ve modeller yapmak için ucuz, hızlı ve kullanımı kolay bir yol sağlayabilirler.

Adımlarla DIY Enjeksiyon Kalıplama

CAD'de Kalıp Tasarımı

İlk olarak, kalıp ekini tasarlamak için en sevdiğiniz CAD yazılım aracını seçin. Ana kalıp çerçevesinin boşluk çizimini kullanarak kendi kalıp ekinizi tasarlayabilirsiniz.

Çekirdeğin iki yarısını ve yapmak istediğiniz 3B tasarımı CAD aracınıza getirin.

Blender'da, sahne gezginindeki göz simgesini kullanarak kalıbın bir yarısını engelleyin. Çalışma alanını istediğiniz şekilde ayarladıktan sonra, kalıbın her iki yarısını da Nesne menüsü altında "tel" çizim türüne ayarlayın.

Şimdi kalıbı konumlandırabilirsiniz. Enjeksiyon işlemi sırasında, nesnenin erimiş plastiğin girişiyle tamamen kesiştiğinden emin olun. Perspektif ve ortografik görünümler arasında geçiş yaparak bunu kolaylaştırmak için ortografik modu kullanın.

Mevcut kalıp çekirdeğini gizleyin, ardından diğer tarafın gizliliğini kaldırın. Bu işlemi tekrarlayın ve nesnenin çekirdeğin diğer yarısının girişiyle tamamen kesiştiğinden emin olun. Nesneler hizalandıktan sonra, kesişen iki nesnenin alanını çıkarmak için Blender'daki Boolean Difference işlevini kullanabilirsiniz.

Nesnenin ön yarısını seçin, ardından değiştirici menüsü altındaki boolean seçeneğini seçin. Keseceğiniz nesneyi seçin ve "fark" işleminin seçili olduğundan emin olun. Operatörü uygulayın ve diğer taraf için de aynısını yapın.

Kalıbınız artık baskıya hazır. Blender dışa aktarıcısında "Sadece Seçim" kutusunu işaretlediğinizden emin olarak her bir yarıyı dışa aktarın.

3D Baskı Kalıpları

Kalıpları 3D yazdırmak için, enjeksiyon kalıplama işlemi sırasında kalıbın sıcaklığını ve basıncını kaldırabilecek bir malzeme seçmeniz gerekir.

Kalıp yapım sürecinde, alüminyum kalıp çerçevesi çelik kalıplarla birleştirilir ve kalıp yarımları, sıvı reçinedeki hava kabarcıklarının etkili bir şekilde giderilmesini sağlamak için bir matkap presi kullanılarak işlenir.

Kendi testlerimize ve müşteri vaka çalışmalarımıza dayanarak, en popüler 3D baskı reçinelerinin bir listesini derledik.

Işıkla sertleşen reçineler: Işıkla sertleşen reçineler, 3D baskıda en popüler reçine türlerinden biridir. Ultraviyole ışık ile hızla sertleşerek çalışır. Bu reçine hızlı sertleşebilir ve mükemmel detay performansına sahiptir. Işıkla sertleşen reçineler ayrıntılı modeller, sanat eserleri ve yüksek kaliteli makine parçaları yapmak için iyidir.

Kompozit reçineler: Kompozit reçineler iki veya daha fazla reçine malzemesinin karıştırılmasıyla elde edilir. Bu reçinenin gücünü ve sertliğini farklı oranlarda ayarlayabilirsiniz, böylece yumuşak şeylerden sert şeylere kadar her şeyi yapabilirsiniz. Kompozit reçineler ayrıca iyi kimyasal ve ısı direncine sahiptir.

Silikon reçineler: Silikon reçineler, yüksek mukavemet, yüksek sertlik, yüksek sıcaklık kararlılığı ve mükemmel mekanik özelliklere sahip yüksek performanslı bir reçine malzemesidir. Bu reçine aynı zamanda iyi hava direnci ve hava sızdırmazlığına sahiptir, bu nedenle genellikle havacılık alanında üst düzey otomotiv parçaları ve parçaları yapmak için kullanılır.

Termoplastik reçine: Termoplastik reçine, yüksek sıcaklıklarda plastik olarak deforme olabilen bir reçine malzemesidir. Bu reçine iyi bir ısı direncine ve korozyon direncine sahiptir ve işlenebilir.

Işığa duyarlı reçine, reçineyi sertleştirmek için ışık kullanan bir 3D yazıcı ile bir şeyler yapmak için kullandığınız şeydir. Üzerine ışık tuttuğunuzda katı hale dönüşen bir sıvıdır. Bir dizi farklı kimyasaldan oluşur, ancak başlıcaları polimerler, foto başlatıcılar ve seyrelticilerdir.

3D yazıcı ile kullanabileceğiniz 9 farklı türde ışığa duyarlı reçine vardır: genel reçine, sert reçine, yatırım döküm reçinesi, esnek reçine, elastik reçine, yüksek sıcaklık reçinesi, biyouyumlu reçine, seramik reçine ve gün ışığı reçinesi.

Formlabs 3D yazıcılar için baskı hazırlama yazılımı olan PreForm'da bir baskı ayarlamak sadece birkaç saniye sürer. Kalıp tasarımınızın baskı için bir destek yapısına ihtiyacı varsa, kalıbın yarısını PreForm'da boşluk yukarı bakacak şekilde konumlandırdığınızdan emin olun. Bu, işlem sonrası süreci kolaylaştıracak ve kalıplanmış parçanızda size yüksek kaliteli bir yüzey sağlayacaktır.

Geometri ve boyuta bağlı olarak, baskıyı daha verimli hale getirmek için yapı platformunda aynı anda birden fazla kalıp basabilirsiniz.

Enjeksiyon Kalıplı Plastik Parçalar

Artık kalıbınızı tasarladığınıza ve 3D baskısını aldığınıza göre, parçalarınızı bir masaüstü plastik enjeksiyon kalıplama makinesinde enjeksiyonla kalıplayabilirsiniz.

Enjeksiyon kalıplama için seçebileceğiniz bir sürü malzeme var. İşte en yaygın enjeksiyon kalıplama malzemelerinden bazıları.

Akrilik; Poli(metil metakrilat) olarak da bilinen akrilik, hafif, iyi mekanik dayanıma sahip, berrak ve şeffaf bir termoplastik malzemedir. Sünek değildir, ancak ufalanmaya karşı iyi direnç gösterir.

ABS; ABS en çok tanınan enjeksiyon kalıplama malzemelerinden biridir. İyi bir mukavemet ve tokluğa, darbe direncine ve asitlere, bazlara ve yağlara karşı kimyasal dirence sahiptir. Tamamen opaktır ve çeşitli renklerde enjeksiyonla kalıplanabilir. Hepsinden iyisi, bu listedeki diğer plastik enjeksiyon kalıplama malzemelerine kıyasla çok ucuzdur.

Naylon; Naylon harika bir malzemedir. Serttir, ısıyla başa çıkabilir ve iyi sürtünme ve aşınma özelliklerine sahiptir. Doğal bir malzemedir, ancak laboratuvarda da üretilebilir. Laboratuvarda üretilen tür enjeksiyon kalıplama için harikadır. Ayrıca, titreşimleri emmede iyidir, bu nedenle gürültüyü durduran şeyler yapmak için iyidir.

PC; PC süper sağlam, yongaya dayanıklı ve darbeye dayanıklıdır. Şeffaftır. Ayrıca, geniş bir sıcaklık aralığında mekanik özelliklerini ve görünümünü koruma gibi harika bir niteliğe sahiptir. Dolayısıyla, yüksek sıcaklıktaki ortamlarda harika çalışır.

POM; POM, gerçekten hassas olması gereken şeyler için harikadır. Sert ve rijittir, bu yüzden şekli fazla değişmez. Aynı zamanda kaygan ve pürüzsüzdür, bu yüzden birbirine çok sürtünen şeyler için iyidir. Ayrıca gerçekten soğuk sıcaklıklara da dayanabilir.

PP; PP her yerdedir, özellikle de mutfak dolaplarımızda yiyecek kapları şeklinde. Plastik enjeksiyon kalıplamada kullanım için FDA tarafından onaylanan en yaygın plastiklerden biridir. Serttir, ısıya dayanıklıdır, kimyasallara dayanıklıdır ve birçok kez geri dönüştürülebilir. Bu nitelikler, onunla çalışmayı kolaylaştırır.

PS; PS, kırılgan birkaç enjeksiyon kalıplama malzemesinden biridir. Özellikle hafiftir, neme ve kimyasal reaksiyonlara karşı dayanıklıdır ve kalıpta soğuduğunda eşit şekilde küçüldüğü için ev tipi plastik enjeksiyon kalıplama için çok uygundur.

PE; PE farklı yoğunluklara sahip üç ana kategoriye ayrılır: yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE), düşük yoğunluklu polietilen (LDPE) ve polietilen tereftalat (PET). Genel olarak, PE kaliteleri sünektir, iyi darbe mukavemetine ve sürünme direncine sahiptir (deforme olmadan uzun süre mekanik yüklere dayanabilir). Ayrıca kimyasal reaksiyonlara karşı dirençlidirler.

TPE ; TPE diğer malzemelerden farklıdır enjeksiyon kalıplama malzemelerdir çünkü plastik-kauçuk karışımıdır. Her iki dünyanın en iyilerini bir araya getirir. Esnektir, çok fazla esneyebilir, güçlüdür ve geri dönüştürülebilir. Ayrıca, en iyi yanı, çoğu kauçuk alternatifine kıyasla ucuz olmasıdır.

TPU ; TPU, poliüretan bileşeninde çok arzu edilen niteliklere sahip başka bir kauçuk-plastik karışımıdır. Çok serttir ve çok iyi basınç dayanımı, aşınma direnci ve kimyasal dirence sahiptir. Ayrıca, bu özellikler aşırı sıcaklıklarda fazla değişmez.

Seçim yapmadan önce, ne yapmasını istediğinizi ve makinenin neler yapabileceğini düşünün. Ardından, parçanızı yapmak için makinenin talimatlarını izleyin.

Ne enjekte ettiğinize bağlı olarak, parçanın kalıba yapışması, özellikle TPU veya TPE gibi esnek malzemelerle parçayı çıkarmaya çalışırken kalıbın bozulmasına neden olabilir. Kalıp ayırıcı kullanmak, parçayı kalıptan ayırmaya yardımcı olmak için harika bir yoldur. Silikon kalıp ayırıcılar Formlabs Grey Pro Resin, High Temp Resin ve Rigid 10K Resin ile çalışır.

Kendin Yap Enjeksiyon Kalıplamayı Deneyen Tasarımcılar için İpuçları

Kalıbınızı tasarlarken, basılıp basılamayacağını ve kalıplanıp kalıplanamayacağını düşünün.

DIY için kesin yöntem enjeksiyon kalıplama İhtiyacınız olan tasarıma ve hacme bağlı olarak değişecektir, ancak bu ipuçları ve püf noktaları başarı oranınızı artırmanıza yardımcı olacaktır. Bitmiş parçanızdaki baskı çizgilerinin görünürlüğünü azaltmak için plastik kalıbınızı daha küçük bir katman yüksekliği kullanarak yazdırın (varsayılan 100 yerine katman başına 50 veya 25 mikron). Bunun baskı süresini artıracağını unutmayın.

Çekme yönüne dik yüzeylere 2-5 derece çekme eklemek, parçanın çıkarılmasını kolaylaştıracak ve kalıbın hasar görmesini önlemeye yardımcı olacaktır. Parlamayı gidermek için bölünmüş düzlemleri ince zımpara kağıdı ile zımparalayabilirsiniz. Parçanızı daha hızlı soğutmak ve bükülmesini önlemek için bir su banyosu kullanabilirsiniz. Kabartmalı ve oymalı detaylar yüzeyden en az 1 mm uzakta olmalıdır.

Alüminyum bir çerçeve tasarlıyorsanız, sıkıştırma oluşturmak ve tam bir sızdırmazlık sağlamak için formun arkasına .125 mm ekstra kalınlık ekleyin.

Sonuç

İnsanlar genellikle 3D baskı ve enjeksiyon kalıplama hakkında ölümcül düşmanlarmış gibi konuşurlar, ancak bu her zaman ikili bir seçim değildir. Prototipleme ve düşük hacimli üretim, ister doğrudan bir parça üzerine 3D baskı ile ister 3D baskılı bir kalıp kullanarak enjeksiyon kalıpçı ile yapılsın, şirketlerin pazara daha hızlı, daha uygun maliyetli ve daha az riskle girmelerine yardımcı olmak için harika bir yol olabilir.