3Д-печатени пластични калапи наспроти конвенционалните алуминиумски алатки

Џек Лај Експерт за CNC обработка

Специјализирани за CNC глодање, CNC вртење, 3D печатење, уретанско лиење, брзо алатирање, обликување со инјектирање, лиење метал,


Индустриското 3D печатење има огромно влијание врз различни индустрии од различни перспективи. Брзата достапност на брзи прототипови, делови со вообичаено непроизводливи или скапи дизајни и напредок во материјалот станаа возможни и со индустриското 3D печатење. Освен тоа, индустриското 3D печатење се користи и за производство на пластични калапи за инјектирање. Сепак, тоа не е соодветно; зошто? Ќе го објасниме овде во оваа статија.

Поддржувачите тврдат дека користењето на индустриското 3D печатење за производство на пластични калапи заштедува 90% од времето, ги намалува трошоците за 70% и ги олеснува апликациите при мали оптоварувања. Но, сепак е од суштинско значење да се разберат недостатоците на правењето пластични калапи со користење на индустриски машини за 3D печатење во споредба со конвенционално обработените алуминиумски калапи. Значи, еве ги причините врз основа на кои производството на пластични калапи со 3D печатење не се смета за добра опција:

1. Квалитет на калапот

Кога пластична мувла се произведува со помош на 3D печатач, квалитетот на калапот можеби не е импресивен. Индустрискиот 3Д печатач користи слоеви за да формира комплетен калап, покажувајќи ефект на скалило на ѕидот или на аголната површина. Во исто време, калапите сигурно ќе се дупчат или обработат за дупки и ќе се тапкаат или мелат за карактеристики со навој. Овие секундарни операции го зголемуваат времето на калапот. Сепак, квалитетот на мувлата треба да остане без компромис.

2. Големина на калапот

Дозволениот волумен на калапот со помош на индустриски 3D печатач е околу десет кубни инчи, блиску до големината на грејпфрут. Неспорно, современите машини за адитиви имаат подобра способност и капацитет да формираат калапи. Сепак, овие напредни машини се многу зад EDM опремата и центрите за обработка. Причината е што тие можат удобно да произведуваат калапи со големина до 59 кубни инчи, што е околу шест пати поголемо од капацитетот на индустриски 3D печатач.

3. Изложеност на прекумерна топлина

Калапите што се користат во обликувањето со инјектирање треба да се соочат со прекумерна топлина за да се овозможи материјалот да тече соодветно. Обично, температурата за челични и алуминиумски калапи останува околу 260°C, особено кога се подготвува пластика со висока температура. Спротивно на тоа, невозможно е да се исполни толку висока температура за калапи на стереолитографија и слични методи на 3D печатење. Тоа е затоа што овие процеси вклучуваат фотореактивни смоли излечени со УВ светлина. Овие пластични калапи веднаш се распаѓаат кога се изложени на толку топлина подолг период.

Пластичните калапи испечатени со 3Д стануваат неефикасни пред да ги завршат своите 100 снимки од мек пластичен материјал како што се стирен и полиетилен. Но, поликарбонатите исполнети со стакло и другите цврсти термопластики може да покажат одредена отпорност. Последователно, можеме да кажеме дека пластичните калапи направени од индустриско 3D печатење не се погодни за соочување со топлина во процесот на обликување со инјектирање.

4. Споредба на трошоци

Цената отсекогаш била точка на дискусија за претпочитање од конвенционалното производство на алуминиумски калапи или производство со помош на индустриски 3D печатач. Вообичаено, индустриските 3Д-печатени пластични калапи се сметаат за пониски по цена, што е погрешна перцепција. На пример, изработката на пластичен калап со помош на 3D печатач чини $1000. Ќе ја допре бројката од $20.000 ако се произведува со конвенционален метод на правење калапи од алуминиум.

Но, дали вреди? Се разбира, тоа не е затоа што калапот составен од 3D печатачот нема да ги нуди своите услуги повеќе од 50 до 100 пати. На инвеститорот ќе му треба друг калап за да ја одржи брзината на производството. Значи, инвеститорот ќе треба да направи инвестиција од $1000 повеќе. Иако е важно да се знае овде дека проценката на трошоците на 3D-печатениот калап може да не ги вклучува трошоците за работна сила.

Од друга страна, алуминиумскиот калап произведен со конвенционални методи може да ве чини $15.000. Сепак, оваа инвестиција е доволна за да се покрие производствената потрошувачка за значително време, бидејќи таквите калапи можат да поддржат 10.000 производни циклуси. Слично на тоа, со конвенционалното производство на алуминиумски калапи, инвеститорите имаат подобра способност да избираат опции за прилагодување.

5. Дизајн на калапот

Во услови на други сложености, дизајнот на калапот е од значајна важност, кој често останува компромитиран со 3D принтери. Сепак, калапите составени од конвенционалните процеси на правење калапи нудат колосална погодност кога се додава таква техничка карактеристика на дизајнот на калапот. Вообичаено, калапите составени од 3D печатачи трошат пластичен материјал, кој не сака да ги постигне следните цели за калапот, а конвенционално подготвените алуминиумски калапи лесно ги поседуваат овие способности. Некои од значајните примери се дадени подолу:

  • Точната поставеност и количината на игличките за исфрлање е потешко да се постигнат со 3D печатачи.
  • Аглите на влечење треба да се прошират до 5 степени или повеќе, извонредно надминувајќи го оној на повеќето потреби за алуминиумски алатки.
  • Точка порти и тунели мора да се избегнуваат во случај на 3D-печатени пластични калапи.
  • За пластични алати, портите за вентилатор, спру и јазиче треба да се зголемат три пати од нивната оригинална големина. 
  • Протокот на полимер низ пластичниот калап отпечатен со 3D треба да биде поставен слично на линиите за 3D печатење за да се држи подалеку од лепење и подобрување на полнењето при намален притисок на вбризгување.

Следствено, едноставниот дизајн на пластични калапи може да работи со 3D печатачот. Сепак, сложените дизајнерски калапи се далеку од доменот на овие печатачи.

Можни предности на правење калапи со помош на индустриски 3D печатач

Рака под рака, и покрај тоа што се неуспешни за производство со голем обем, пластичните калапи составени од 3D печатачи сè уште имаат некои предности. Овие предности вклучуваат: 

  • Доколку е потребно мало количество елементарни калапи со голем нацртан агол, индустрискиот 3D печатач е совршен за изработка на пластичниот калап. 
  • Ако вашиот тим за алатки и умре е уверен дека може да ги глорифицира сите карактеристики потребни во калапот и е запознаен со правилата за дизајнирање на калапот, можете да продолжите. Во спротивно, може да потрошите време и пари. 
  • Да претпоставиме дека имате доволно ресурси, работна сила и машини за обработка/склопување на пластичниот калап. Во тој случај, можете да работите на тоа, но можеби нема да остане економично.