แม่พิมพ์พลาสติกที่พิมพ์ 3 มิติกับแม่พิมพ์อลูมิเนียมทั่วไป

การพิมพ์ 3 มิติเชิงอุตสาหกรรมมีผลกระทบอย่างท่วมท้นในอุตสาหกรรมต่างๆ จากมุมมองที่หลากหลาย ความพร้อมใช้งานอย่างรวดเร็วของต้นแบบที่รวดเร็ว ชิ้นส่วนที่ปกติแล้วจะไม่สามารถผลิตได้หรือการออกแบบที่มีราคาแพง และความก้าวหน้าของวัสดุก็เป็นไปได้ด้วยการพิมพ์ 3 มิติระดับอุตสาหกรรม นอกจากนั้น การพิมพ์ 3 มิติเชิงอุตสาหกรรมยังใช้สำหรับการผลิตแม่พิมพ์ฉีดพลาสติก อย่างไรก็ตามมันไม่เหมาะ ทำไม? เราจะอธิบายไว้ที่นี่ในบทความนี้

ผู้เสนออ้างว่าการใช้การพิมพ์ 3 มิติเชิงอุตสาหกรรมเพื่อผลิตแม่พิมพ์พลาสติกช่วยประหยัดเวลาได้ 90% ลดต้นทุนลง 70% และอำนวยความสะดวกในการใช้งานภายใต้น้ำหนักเบา แต่ก็ยังจำเป็นที่ต้องเข้าใจข้อเสียของการทำแม่พิมพ์พลาสติกโดยใช้เครื่องพิมพ์ 3D ระดับอุตสาหกรรม เมื่อเทียบกับแม่พิมพ์อะลูมิเนียมที่ใช้เครื่องจักรแบบธรรมดา ต่อไปนี้คือเหตุผลที่ไม่ถือว่าการผลิตแม่พิมพ์พลาสติกโดยใช้การพิมพ์ 3 มิติเป็นทางเลือกที่ดี:

1. คุณภาพของแม่พิมพ์

เมื่อผลิตแม่พิมพ์พลาสติกโดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ คุณภาพของแม่พิมพ์อาจไม่น่าประทับใจ เครื่องพิมพ์ 3 มิติระดับอุตสาหกรรมใช้เลเยอร์ต่างๆ เพื่อสร้างแม่พิมพ์ที่สมบูรณ์ โดยแสดงเอฟเฟกต์ขั้นบันไดบนผนังหรือพื้นผิวที่ทำมุม ในเวลาเดียวกัน แม่พิมพ์จะต้องถูกเจาะหรือคว้านรู และต๊าปหรือกัดสำหรับลักษณะเกลียว การดำเนินการรองเหล่านี้ช่วยเพิ่มเวลาให้กับแม่พิมพ์ อย่างไรก็ตาม คุณภาพของแม่พิมพ์ควรคงไว้ซึ่งคุณภาพที่ดีเยี่ยม

2. ขนาดของแม่พิมพ์

ปริมาตรที่อนุญาตของแม่พิมพ์โดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติระดับอุตสาหกรรมอยู่ที่ประมาณ 10 ลูกบาศก์นิ้ว ซึ่งใกล้เคียงกับขนาดของส้มโอ แน่นอน เครื่องจักรสารเติมแต่งที่ทันสมัยมีความสามารถและความสามารถในการขึ้นรูปแม่พิมพ์ที่ดีกว่า อย่างไรก็ตาม เครื่องจักรขั้นสูงเหล่านี้อยู่เบื้องหลังอุปกรณ์ EDM และแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์ เหตุผลก็คือพวกเขาสามารถผลิตแม่พิมพ์ได้อย่างสะดวกสบายขนาด 59 ลูกบาศก์นิ้ว ซึ่งมากกว่าความจุของเครื่องพิมพ์ 3D อุตสาหกรรมประมาณหกเท่า

3. การสัมผัสกับความร้อนมากเกินไป

แม่พิมพ์ที่ใช้ในการฉีดขึ้นรูปต้องเผชิญความร้อนมากเกินไปเพื่อให้วัสดุไหลได้อย่างเหมาะสม โดยปกติ อุณหภูมิสำหรับแม่พิมพ์เหล็กและอลูมิเนียมจะอยู่ที่ประมาณ 260 องศาเซลเซียส โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเตรียมพลาสติกที่มีอุณหภูมิสูง ตรงกันข้าม เป็นไปไม่ได้ที่จะพบกับอุณหภูมิสูงเช่นนี้สำหรับแม่พิมพ์ของ stereolithography และวิธีการพิมพ์ 3 มิติที่คล้ายคลึงกัน เป็นเพราะกระบวนการเหล่านี้เกี่ยวข้องกับเรซินที่ทำปฏิกิริยากับแสงที่บ่มด้วยแสงยูวี แม่พิมพ์พลาสติกเหล่านี้จะสลายตัวทันทีเมื่อโดนความร้อนจำนวนมากเป็นระยะเวลานาน

แม่พิมพ์พลาสติกที่พิมพ์ 3 มิติจะใช้งานไม่ได้ก่อนที่จะทำวัสดุพลาสติกอ่อน 100 ช็อต เช่น สไตรีนและโพลิเอทิลีน แต่โพลีคาร์บอเนตที่เติมด้วยแก้วและเทอร์โมพลาสติกที่ทนทานอื่นๆ อาจแสดงความต้านทานได้ ต่อจากนั้น เราสามารถพูดได้ว่าแม่พิมพ์พลาสติกที่ประกอบขึ้นจากการพิมพ์ 3 มิติเชิงอุตสาหกรรมนั้นไม่เหมาะที่จะเผชิญกับความร้อนในกระบวนการฉีดขึ้นรูป

4. การเปรียบเทียบต้นทุน

ค่าใช้จ่ายมักเป็นจุดที่ถกเถียงกันเกี่ยวกับการเลือกจากการผลิตแม่พิมพ์อลูมิเนียมแบบเดิมหรือการผลิตโดยใช้เครื่องพิมพ์ 3D ระดับอุตสาหกรรม โดยปกติ แม่พิมพ์พลาสติกที่พิมพ์ 3 มิติสำหรับอุตสาหกรรมจะถือว่ามีต้นทุนต่ำกว่า ซึ่งเป็นความเข้าใจที่ผิด ตัวอย่างเช่น การทำแม่พิมพ์พลาสติกโดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติมีราคา 1,000 ดอลลาร์ มันจะแตะตัวเลข 20,000 ดอลลาร์หากผลิตโดยใช้วิธีการทำแม่พิมพ์อลูมิเนียมแบบธรรมดา

แต่มันคุ้มค่าหรือไม่? แน่นอนว่าไม่ใช่เพราะแม่พิมพ์ที่ประกอบขึ้นจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติจะให้บริการได้ไม่เกิน 50 ถึง 100 ครั้ง นักลงทุนจะต้องมีแม่พิมพ์อื่นเพื่อรักษาความเร็วในการผลิต ดังนั้น นักลงทุนจะต้องลงทุนเพิ่มอีก $1,000 แม้ว่าสิ่งสำคัญที่ต้องทราบในที่นี้ว่าการประมาณต้นทุนของแม่พิมพ์ที่พิมพ์ 3 มิติอาจไม่รวมค่าแรง

ในทางกลับกัน แม่พิมพ์อลูมิเนียมที่ผลิตโดยใช้วิธีการแบบเดิมอาจมีราคาถึง 15,000 เหรียญสหรัฐ อย่างไรก็ตาม การลงทุนนี้เพียงพอที่จะครอบคลุมการผลิต-การบริโภคเป็นเวลานาน เนื่องจากแม่พิมพ์ดังกล่าวสามารถรองรับรอบการผลิตได้ 10,000 รอบ ในทำนองเดียวกัน กับการผลิตแม่พิมพ์อลูมิเนียมแบบเดิม นักลงทุนสามารถเลือกตัวเลือกการปรับแต่งเองได้ดีขึ้น

5. การออกแบบแม่พิมพ์

ท่ามกลางความซับซ้อนอื่นๆ การออกแบบของแม่พิมพ์มีความสำคัญอย่างมาก ซึ่งมักจะยังคงมีปัญหากับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ อย่างไรก็ตาม แม่พิมพ์ที่ประกอบขึ้นจากกระบวนการทำแม่พิมพ์แบบเดิมๆ ให้ความสะดวกอย่างมากเมื่อเพิ่มคุณสมบัติทางเทคนิคดังกล่าวให้กับการออกแบบของแม่พิมพ์ โดยทั่วไป แม่พิมพ์ที่ประกอบขึ้นจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติจะใช้วัสดุพลาสติก ซึ่งไม่เต็มใจที่จะบรรลุเป้าหมายต่อไปนี้สำหรับแม่พิมพ์ และแม่พิมพ์อลูมิเนียมที่เตรียมตามอัตภาพจะมีความสามารถเหล่านี้ ตัวอย่างที่โดดเด่นบางส่วนได้รับด้านล่าง:

  • ตำแหน่งที่แน่นอนและปริมาณของหมุดอีเจ็คเตอร์นั้นทำได้ยากกว่าด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ
  • มุมร่างควรขยายเป็น 5 องศาขึ้นไป ซึ่งเกินความจำเป็นของเครื่องมืออลูมิเนียมส่วนใหญ่เป็นพิเศษ
  • ต้องหลีกเลี่ยงประตูชี้และอุโมงค์ในกรณีที่เป็นแม่พิมพ์พลาสติกที่พิมพ์ 3 มิติ
  • สำหรับเครื่องมือพลาสติก พัดลม ป่วงและแท็บควรเพิ่มขึ้นสามเท่าของขนาดเดิม
  • การไหลของพอลิเมอร์ผ่านแม่พิมพ์พลาสติกที่พิมพ์ 3 มิติควรอยู่ในตำแหน่งที่คล้ายกับสายการพิมพ์ 3 มิติเพื่อไม่ให้เกิดการเกาะติดและเพิ่มการเติมที่แรงดันในการฉีดลดลง

ดังนั้น การออกแบบแม่พิมพ์พลาสติกอย่างง่ายอาจใช้ได้กับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ อย่างไรก็ตาม แม่พิมพ์การออกแบบที่ซับซ้อนนั้นอยู่ไกลจากโดเมนของเครื่องพิมพ์เหล่านี้

ข้อดีที่เป็นไปได้ของการทำแม่พิมพ์โดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติเชิงอุตสาหกรรม

จับมือกันแม้จะล้มเหลวในการผลิตปริมาณมาก แม่พิมพ์พลาสติกที่ประกอบด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติยังคงมีข้อดีอยู่บ้าง ข้อดีเหล่านี้ได้แก่:

  • หากต้องการแม่พิมพ์พื้นฐานในปริมาณน้อยและมีมุมร่างขนาดใหญ่ เครื่องพิมพ์ 3 มิติระดับอุตสาหกรรมเหมาะสำหรับทำแม่พิมพ์พลาสติก
  • หากทีมเครื่องมือและแม่พิมพ์ของคุณมั่นใจว่าพวกเขาสามารถยกย่องคุณลักษณะทั้งหมดที่จำเป็นในแม่พิมพ์ และทำความคุ้นเคยกับกฎการออกแบบของแม่พิมพ์ คุณก็ดำเนินการต่อได้ มิฉะนั้น คุณอาจเสียเวลาและเงินของคุณ
  • สมมติว่าคุณมีทรัพยากร แรงงาน และเครื่องจักรเพียงพอในการแปรรูป/ประกอบแม่พิมพ์พลาสติก ในกรณีนี้ คุณสามารถดำเนินการได้ แต่อาจไม่ประหยัด