Советы по формам для 3D-печати

Литье под давлением — самый популярный в мире процесс изготовления пластиковых деталей. Литье под давлением с использованием прочных металлических форм позволяет создавать сотни тысяч изделий за короткий промежуток времени.

И лепка не дорогая. По крайней мере, влить порцию материала в форму нельзя:процесс молниеносный, а гранулы — недорогая форма пластика. Но сами формы являются дорогие, большинство из них изготавливаются из высококачественных металлов и обрабатываются вручную или на станках с ЧПУ.

Для прототипов и мелкосерийного производства профессиональная пресс-форма может выйти далеко за рамки бюджета компании. И даже самые доступные алюминиевые формы, изготовленные с помощью быстрой обработки, по-прежнему слишком дороги для некоторых проектов.

Одним из способов изготовления литьевых деталей по очень низкой цене является простая 3D-печать пресс-форм. Эти пластиковые формы не прослужат долго, и их, конечно, нельзя использовать для массового производства, но они хорошо подходят для некоторых быстрых прототипов.

В этой статье рассказывается, как и почему вы можете использовать 3D-печать для изготовления пластиковых форм для литья под давлением.

Зачем использовать 3D-печать для пресс-форм?

3D-печать широко не используется в качестве инструмента для изготовления пресс-форм. Вместо этого он чаще всего используется для быстрого прототипирования и мелкосерийного производства нестандартных деталей.

Однако при литье под давлением деталей с ограниченным бюджетом 3D-печать предлагает несколько возможностей. Аддитивное производство очень дешевое, требует минимальных затрат на настройку и может использоваться для создания одноразового изделия, например пресс-формы.

Формы, напечатанные на 3D-принтере, намного менее прочны и долговечны, чем даже самые хрупкие металлические формы, изготовленные механической обработкой, но они достаточно хороши для определенных прототипов, изготовленных из определенных материалов.

В подавляющем большинстве случаев 3ERP рекомендует обработку с ЧПУ для создания форм для литья под давлением.

В каких отраслях используется 3D-печать пресс-форм?

В некоторых секторах 3D-печать довольно часто используется для изготовления пресс-форм, но не часто для литья под давлением.

Ювелиры, например, часто используют стереолитографические (SLA) 3D-принтеры, чтобы облегчить процесс литья по выплавляемым моделям. После 3D-печати модели ювелирного изделия , ювелир может использовать модель в качестве положительного образца для изготовления формы. Затем напечатанную на 3D-принтере модель можно выжечь, оставив только форму, которую можно использовать для изготовления металлических украшений.

стоматология промышленность использует 3D-принтеры аналогичным образом. Стоматологи теперь могут создать 3D-модель зубов пациента, а затем создать обратную модель этих зубов с помощью 3D-принтера. Эта распечатанная модель затем может использоваться в качестве формы и использоваться для изготовления индивидуальных элайнеров и ретейнеров из мягких, безопасных с медицинской точки зрения материалов.

Какой 3D-принтер лучше всего подходит для изготовления форм?

3D-принтеры FDM — самые распространенные настольные 3D-принтеры — не особенно подходят для изготовления форм. Это связано с тем, что детали, напечатанные методом FDM, обычно имеют шероховатую поверхность с линиями слоев.

Улучшенные технологии аддитивного производства для изготовления пресс-форм включают струйную обработку материала. 3D-печать и стереолитография 3D-печать.

Обе технологии обеспечивают высокий уровень детализации и точности, а также хорошее качество поверхности, что способствует плавному потоку материала в процессе впрыска.

Материалы для 3D-печати для форм

Для изготовления форм для литья под давлением можно использовать ряд пластиков, пригодных для 3D-печати. Однако материал должен обладать достаточно высокой термостойкостью. сохранять свою форму, даже когда в нее впрыскивается расплавленный пластик.

Чем выше температура плавления впрыскиваемого пластика, тем выше должна быть температура теплового отклонения пресс-формы.

Для струйной обработки материалов широко используется Stratasys Digital ABS. , который имеет температуру теплового изгиба до 95°C. Stratasys заявляет, что этот материал «идеален для быстрого прототипирования защелкивающихся деталей для использования при высоких или низких температурах, функциональных конструкций с универсальностью и гибкостью для работы с разными материалами, пресс-форм, производственных инструментов, электрических деталей и многого другого».

Для SLA обычным материалом для изготовления форм является высокотемпературная смола Formlabs. . Formlabs заявляет:«Как Clear, так и High Temp Resins можно использовать для печати небольших функциональных форм, при этом High Temp обеспечивает совместимость с более широким диапазоном температур расплава термопласта… Относительно высокая жесткость High Temp Resin означает, что форма не будет деформироваться при удалении формы. часть.”

Разработка 3D-печатной формы

При проектировании 3D-печатной формы важно учитывать две вещи:будет ли конструкция хорошо напечатана и будет ли печатная форма работать должным образом, когда в нее впрыскивается расплавленный пластик.

Для хорошо напечатанной формы:

• Держите опорные конструкции снаружи формы, вдали от ее полости. Это гарантирует, что дефекты, вызванные удалением опоры, не появятся на формованных деталях.
• Печать с максимальным разрешением и минимальной высотой слоя, чтобы уменьшить эффект ступенчатости на изогнутых элементах.
• Включите вентиляционные отверстия, чтобы уменьшить вероятность попадания воздуха и образования пузырьков.

Для эффективного формования:

• Сохраняйте тонкие стенки одинаковой толщины по всему периметру.
• Добавьте углы наклона для облегчения выброса деталей.
• Включить радиусы; без острых краев и углов.

Чтобы получить дополнительные советы по дизайну, ознакомьтесь с нашими советами по дизайну для стереолитографической 3D-печати. Затем прочтите наше руководство по проектированию деталей для литья под давлением.

В рамке или без рамки?

Хороший способ продлить срок службы формы, напечатанной на 3D-принтере, — использовать алюминиевую раму. . Печатная форма помещается в металлический каркас, который защищает более хрупкую пластиковую форму от давления и тепла, создаваемого соплом термопластавтомата.

Поскольку форма плотно прилегает к алюминиевой раме, она также защищена от деформации после многократных инъекций. Кроме того, рама содержит канал, который соединяет сопло для литья под давлением с литником печатной формы, что устраняет необходимость прямого контакта между соплом и формой.

Алюминиевые рамы намного прочнее, чем напечатанные на 3D-принтере формы. Это означает, что производители могут использовать одну алюминиевую раму для нескольких различных форм, которые, в свою очередь, могут использоваться для производства нескольких формованных изделий.

Можно использовать печатную форму без рамки, но для этого требуется больше материала для 3D-печати, а формы более подвержены деформации.

Альтернативные методы

Литье под давлением с использованием 3D-печатных форм может быть хорошим вариантом для предприятий, имеющих доступ к SLA или струйному 3D-принтеру.

Тем не менее, небольшие партии формованных пластиковых деталей также могут быть получены с помощью вакуумного литья. При вакуумном литье используются недорогие силиконовые формы для быстрого изготовления пластиковых прототипов. Как и в случае с 3D-печатными формами, силиконовые формы имеют короткий срок службы.

Вакуумное литье может быть предпочтительнее, поскольку оно позволяет получать формованные детали с исключительно гладкой поверхностью.

3ERP является опытным поставщиком производственных услуг, таких как 3D-печать, литье под давлением, обработка с ЧПУ и вакуумное литье. Свяжитесь с нами, чтобы получить бесплатное предложение.