Литье под давлением с использованием 3D-печатных форм:загрузите наше новое техническое исследование

Французский промышленный технический центр пластмасс и композитов (IPC) провел исследование, чтобы оценить возможность использования 3D-печатных форм для литья под давлением малых объемов. В нашем отчете описаны этапы изготовления и испытания литья под давлением для форм, напечатанных на 3D-принтере с помощью решения Formlabs, с выделением результатов и передового опыта.

Почему пресс-формы для 3D-печати?

Литье под давлением - это рентабельная и чрезвычайно воспроизводимая технология массового производства пластмассовых деталей с жесткими геометрическими или размерными допусками. Однако высокая стоимость традиционной стальной оснастки затрудняет литье под давлением небольших партий деталей и часто может быть препятствием для внедрения нового продукта. С помощью пресс-форм для литья под давлением, напечатанных на 3D-принтере, инженеры, производители и дизайнеры продукции могут снизить затраты, сократить время выполнения заказа и вывести на рынок более качественные продукты. Формы для литья под давлением, напечатанные на 3D-принтере, являются отличным вариантом для тех, кто хочет разработать функциональные прототипы из материалов конечного использования, изготовить серию идентичных предварительных прототипов или даже изготовить индивидуальные или ограниченные серии деталей конечного использования.

Узнайте больше о расходах на литье под давлением в нашем подробном руководстве .

Исследование компании IPC, лидера в области пластмасс и композитов

IPC - это промышленный технический центр, специализирующийся на инновациях в области пластмасс и композитов во Франции. IPC разрабатывает новые средства поддержки всех предприятий, в особенности малых и средних компаний. Центр работает в тесном сотрудничестве с ключевыми европейскими научными игроками, чтобы поддерживать компании в вопросах НИОКР, инноваций, технологий и передачи навыков, независимо от используемого процесса.

IPC разработала три программы трансфера технологий для решения основных проблем отрасли. Они поддерживают компании, предоставляя опыт НИОКР для экономики замкнутого цикла (DIS 30), сектора аддитивного производства (ПРИНТЕР), индустрии 4.0 и продуктов с высокой добавленной стоимостью (HYPROD 2). Команды IPC помогают отраслям или производителям внедрять инновации с помощью исследований, разработки протоколов, технико-экономического обоснования и передачи технологий.

Недавно IPC провела исследовательский проект по оценке жизнеспособности литья под давлением с использованием 3D-печатных форм. В отчете мы резюмируем некоторые из их выводов, в частности те, которые касались 3D-принтеров Formlabs.

Детали исследования и геометрия контрольных точек

Исследовательский проект IPC состоял из двухлетнего технического исследования, разделенного на три этапа:

1. Сравнение технологий 3D-печати :Первая классификация была основана на технических данных нескольких производителей. Тепловые и механические характеристики оценивались соответственно по температуре теплового отклонения (HDT) и модулю Юнга. Для каждой из выявленных технологий были изготовлены четыре типа тестов, позволяющих выделить критические свойства, чтобы выбрать три наиболее перспективных материала. Решения для 3D-печати на основе смол были выбраны как лучший выбор для литьевых форм из-за высокого разрешения и гладкой поверхности деталей.

В целом, аналогичный диапазон размерных вариаций измеряется для всех рассмотренных технологий 3D-печати; от ± 0,02 мм до ± 0,05 мм для мелких деталей и от ± 0,05 мм до ± 0,2 мм для больших размеров. Стандартная точность обработанного металлического инструмента ожидается на уровне ± 0,02 мм. Такая точность желательна для достижения хорошего прилегания к линии разъема и предотвращения высыхания. В этом отчете IPC предложит два метода оптимизации линии разделения полимерного инструмента, напечатанного на 3D-принтере.

Контрольная геометрия.

2. Рекомендации по характеристикам материалов, дизайну и 3D-печати

3. Испытания инъекций :IPC выполнила два теста с разными наборами форм. В первом испытании они использовали конструкцию «испытания пыток» и впрыснули почти сотню деталей из полипропилена, используя форму из мономатериала, напечатанную на высокотемпературной смоле Formlabs. Во втором испытании они использовали более сложную конструкцию «испытание на пытки», но на этот раз впрыснули тысячи полипропиленовых деталей с помощью многослойной пресс-формы, сердечника и вставок, напечатанных из смолы Formlabs Rigid 10K, и рамы, напечатанной из PA12 с SLS.

В нашем техническом документе содержится часть исследования, проведенного с помощью решений для 3D-печати Formlabs; в частности рекомендации по проектированию и изготовлению, условия литья под давлением и наблюдаемые результаты.

Результаты

Компания IPC провела оценку возможности использования 3D-печатных форм для литья под давлением малых объемов. С сердечником пресс-формы, напечатанным из смолы Formlabs Rigid 10K Resin, и мягким каркасом, напечатанным из PA12, они могли впрыскивать тысячи деталей из полипропилена, снижая на 80-90% стоимость металлической пресс-формы.

Текстуры на конечных деталях, полученные с помощью пресс-формы из нескольких материалов, которая состояла из пресс-формы, напечатанной с использованием Rigid 10K Resin, собранной в металлической матрице.

Настольная 3D-печать - это мощное решение для быстрого и недорогого изготовления литьевых форм. Это требует очень ограниченного оборудования, что позволяет сэкономить время ЧПУ и квалифицированных операторов для других важных задач. Их можно легко интегрировать в любой рабочий процесс литья под давлением, поскольку они просты в установке, эксплуатации и обслуживании.

Производители могут извлечь выгоду из скорости и гибкости собственной 3D-печати, чтобы создать пресс-форму и объединить ее с производственной мощностью промышленного литья под давлением, чтобы доставить серию единиц из обычных термопластов за считанные дни.

Загрузите полный отчет с кратким изложением технического исследования, включая рекомендации по 3D-печати и информацию о сборке пресс-формы и условиях процесса.