Druk 3D ma wiele wspólnego z formowaniem wtryskowym. Dzięki temu artykułowi możesz zrozumieć, dlaczego istnieją formy wtryskowe do drukowania 3D i proces ich wytwarzania. Formy wtryskowe do druku 3D kształtują przyszłość
Co to jest forma wtryskowa wydrukowana w 3D?
Formowanie wtryskowe jest jednym z najbardziej powszechnych procesów produkcyjnych w przemyśle tworzyw sztucznych. Zasadniczo stopione tworzywo sztuczne jest wtryskiwane do wnęki formy, pozostawiane do stwardnienia podczas stygnięcia, a następnie otwiera się formę i usuwa część z tworzywa sztucznego. Formowanie wtryskowe jest stosowane przede wszystkim w produkcji masowej ze względu na wysokie koszty początkowe w zakresie projektowania, testowania i oprzyrządowania. Oczywiście cena jednostkowa drastycznie spada w miarę produkcji większej ilości części, co jest powodem i zaletą stosowania formowania wtryskowego w produkcji masowej.
Dlaczego wykorzystano druk 3D?
Sama forma wtryskowa to blok metalu z wgłębieniami, które decydują o kształcie wykonywanego produktu. Tradycyjnie formy są projektowane i produkowane na frezarkach sterowanych numerycznie (CNC), które są bardzo drogie. Ponieważ formy są zwykle wykonane z metali, takich jak stal i aluminium, trudno je zmienić po wyprodukowaniu. Dlatego formy wtryskowe do druku 3D stanowią tanią i elastyczną alternatywę.
Jak wydrukować formę w 3D?
1) Przetwarzanie danych
Drukowanie form wtryskowych 3D odbywa się w podobny sposób, jak drukowanie innych obiektów drukowanych w 3D:
Formy wtryskowe są projektowane przy użyciu oprogramowania CAD, takiego jak AutoCAD lub Fusion 360.
Pliki projektowe są zapisywane w formacie STL i dzielone na kod G.
2) Użyj drukarki 3D, aby wydrukować formę warstwa po warstwie.
3) Zamontuj formę w metalowej ramie i przygotuj ją do formowania wtryskowego.
Materiały do form wtryskowych do drukowania 3D wymagają produktów o dużej wytrzymałości i sztywności, aby wytrzymać ciśnienie generowane podczas procesu wtrysku. Ponadto będzie musiał być odporny na wysokie temperatury.
Poniżej przedstawiono kilka powszechnie stosowanych materiałów do form wtryskowych do drukowania 3D:
PETG (politereftalan etylenu)
ABS (akrylonitryl-butadien-styren)
Nylon (inaczej poliamid)
PP (polipropylen)
TPE (elastomer termoplastyczny)
POM (polioksymetylen, inaczej Delrin lub acetal)
Formy wtryskowe do drukowania 3D można wykonać za pomocą SLM, SLA, FDM, natryskiwania materiałów i SLS. To powiedziawszy, SLA jest preferowaną metodą drukowania 3D do produkcji form wtryskowych ze względu na wysoką dokładność wymiarową i gładką powierzchnię, które są idealne do form wtryskowych.
Jest jedna rzecz, którą powinieneś wiedzieć o metalowych ramach i ich roli w formach wtryskowych. Rama zapewnia wsparcie dla ciśnienia i ciepła wytwarzanego podczas procesu formowania wtryskowego. Ponieważ metalowa rama może być używana uniwersalnie, tylko rdzeń formy musi zostać wydrukowany w 3D, więc zmiana projektu jest łatwa i elastyczna. Jednak w przypadku drukowania 3D całej formy wymagana jest większa ilość materiału i dłuższy czas drukowania.
Zalety i wady form wtryskowych do druku 3D
Druk 3D to doskonała opcja do produkcji form wtryskowych, ale ma też swoje wady. Poniższe porównanie nie obejmuje metalowych form do drukowania 3D.
Korzyść
1. Niski koszt: tradycyjna metoda produkcji form wtryskowych jest bardzo kosztowna i czasochłonna, wymaga precyzyjnego sprzętu i wiedzy producenta formy. A druk 3D to tańszy sposób na wykonanie form. Według raportów, w porównaniu z tradycyjną technologią, formy do drukowania 3D mogą zaoszczędzić nawet do 80 procent kosztów.
Elastyczność i wydajność: druk 3D drastycznie skraca czas projektowania i produkcji. Każdy, kto ma doświadczenie w drukowaniu 3D, może wydrukować formę, a jeśli nie jest z niej zadowolony, po prostu popraw projekt i wydrukuj inny.
2. Przydatność do produkcji małoseryjnej: Początkowy koszt form wtryskowych wykonanych tradycyjnymi metodami, takimi jak frezowanie CNC, jest wysoki. Dlatego jest to opłacalne tylko wtedy, gdy produkcja jest wystarczająco duża. Z drugiej strony formy drukowane w 3D są znacznie tańsze w produkcji i najlepiej nadają się do produkcji na małą i średnią skalę bez wysokich początkowych kosztów początkowych.
Niedogodności
1. Dłuższy czas produkcji: Ponieważ tworzywo sztuczne ma niższą przewodność cieplną niż metal, formy z tworzyw sztucznych drukowane w 3D potrzebują więcej czasu na wytworzenie produktów, wydłużając całkowity czas produkcji i zmniejszając wydajność.
2. Skurcz: Podobnie jak wiele innych obiektów drukowanych w 3D, formy wtryskowe drukowane w 3D mogą kurczyć się po schłodzeniu, co jest częstym problemem w druku 3D. Może to powodować problemy, gdy wymagane są dokładne wymiary.
3. Słaba integralność strukturalna: Większość form do drukowania 3D jest wykonana z tworzywa sztucznego, które nie wytrzymuje wysokich temperatur i ciśnienia przez długi czas. Powoduje to starzenie się formy wtryskowej wydrukowanej w 3D na przewężkach i spoinach.
Frontier Research w zakresie form wtryskowych do druku 3D
A. Powłoka pokrywająca powierzchnię
Formy wtryskowe drukowane w 3D są podatne na degradację pod wpływem wysokich temperatur i ciśnienia. Poprawa trwałości powierzchni za pomocą powłok ochronnych jest jednym ze sposobów zapobiegania degradacji termicznej. Osadzanie warstwy metali, azotanów metali, ceramiki i tlenków na powierzchni formy wtryskowej wydrukowanej w 3D zwiększa jej odporność na ciepło i rozdarcie.
B. Materiały kompozytowe przewodzące ciepło
Przewodność cieplna jest miarą zdolności obiektu do przewodzenia ciepła. Metal lepiej przewodzi ciepło niż plastik. Innymi słowy, metale można nagrzewać lub chłodzić szybciej niż tworzywa sztuczne. Ponieważ formy wtryskowe (formy) drukowane w 3D mają dłuższe fazy nagrzewania i chłodzenia niż formy CNC, mają również dłuższe czasy cyklu. W danym okresie można wyprodukować tylko mniej produktów, a koszt produkcji wzrośnie w porównaniu z tradycyjnymi formami metalowymi. Aby rozwiązać ten problem, do materiału formy dodaje się dodatki przewodzące ciepło, aby poprawić proces wtrysku. Na przykład azotek boru można dodawać do ABS, a cząsteczki żelaza do żywic epoksydowych.
Metalowa forma wtryskowa do druku 3D
Metal przewodzi ciepło lepiej niż plastik, więc dlaczego nie wydrukować metalowych form wtryskowych w 3D? Wraz z ostatnimi osiągnięciami w druku 3D w metalu, to również zaczyna być szeroko stosowane. Jednak druk 3D z metalu jest nadal znacznie droższy niż z tworzywa sztucznego, więc koszt początkowy pozostaje wysoki.
Środki ostrożności dotyczące form wtryskowych do drukowania 3D
Zanim zaczniesz drukować formy wtryskowe, rozważ następujące pomocne wskazówki:
Liczba wydruków: Upewnij się, że wiesz, ile wydrukować! Należy pamiętać, że formy wtryskowe do drukowania 3D są przeznaczone tylko dla małych partii (od 30 do 100, w zależności od formy). Więc jeśli planujesz zrobić tysiące, możesz rozważyć regularne formy.
Dodaj kąt pochylenia: kąty proste mogą utrudniać wyjmowanie części formowanych wtryskowo z formy, więc spróbuj dodać 2-stopniowy kąt pochylenia, aby ułatwić wysuwanie się przedmiotu.
Jeśli potrzebujesz również tej wygodnej głównej formy reklamacyjnej do drukowania 3D, możesz skontaktować się z firmą JR Technology, możemy zapewnić profesjonalne wskazówki i produkty wysokiej jakości. Kontakt jak poniżej:
Imię i nazwisko osoby kontaktowej: Joy
Numer telefonu: plus 8618682431494
Email:sales@china-3dprinting.com