Hogyan használjuk a 3D nyomtatást fröccsöntő szerszám készítéshez?
A világon ma gyártott műanyag termékek legnagyobb része valamilyen öntészeti eljárással készül, habár az öntőszerszámok előállítása igen költséges és időigényes folyamat lehet. Szerencsére a formák nem mindig szükséges, hogy fémből készüljenek – így a technológia és az alapanyagok fejlődésével ezeket a szerszámokat már lehetséges akár asztali 3D nyomtatással előállítani.
A sztereolitográfia (SLA) eljárás költséghatékony alternatívát biztosít az alumínium fröccsöntő szerszámok gyártásához. Az SLA nyomtatással készült modell teljesen szilárd és izotróp tulajdonságú, a gyártás során olyan alapanyagok állnak rendelkezésre, amelyek hőállóak egészen 238°C-ig 0.45 MPa-on, így ellenállnak a hőnek és a nyomásnak az öntési folyamat során.
3D nyomtatott öntőformák alumínium keretben az öntéssel készült modellel.
Gyártson fröccsöntő szerszámokat additív gyártással hihetetlenül gyorsan
Megfizethető árú asztali SLA 3D nyomtatókkal, a magas hőmérsékletnek ellenálló alapanyagokkal és megfelelő öntészeti berendezésekkel lehetséges 3D nyomtatott fröccsöntő szerszámok gyártása házon belül is. Egy ilyen beruházás elérhetővé teszi bárki számára kisméretű funkcionális prototípusok, gyártástámogató eszközök, vagy akár végszerszámok előállítását.
Alacsony darabszámú gyártás esetén (10-1000 elem) a 3D nyomtatással készült öntőformák időt és költséget takarítanak meg számunkra összehasonlítva a költséges, fémből készült fröccsöntő szerszámokkal. Emellett pedig dinamikusabb gyártási megoldást tesznek lehetővé, hiszen a tervező mérnökök számára az additív gyártás megengedi a szerszámok folyamatos fejlesztését a tesztelés segítségével, így csökken a formák előállítási ideje és költsége.
Az SLA technológia nagyszerű választás fröccsöntés esetén, ahol sima felszínek és rendkívül precíz modellek szükségesek, hiszen a végső tárgyra átkerül minden részlet az öntőszerszámról. A részletgazdagság nem csak tökéletes végterméket eredményez, hanem nagy előnye, hogy a formalevételt is megkönnyíti a szakemberek számára.
Az asztali sztereolitográfiás berendezések, mint amilyenek a Formlabs 3D nyomtatók is, megkönnyítik a munkafolyamatot, mivel egyszerűen telepíthetőek, kezelhetőek és karbantarthatóak. Az ilyen eljárással 3D nyomtatott elemek rétegei kémiailag kötöttek, illetve nagy sűrűségűek és izotróp tulajdonságúak. Az alapanyagok változatosak és funkcionális lehetőségeket kínálnak a piac számára.
Speciális SLA alapanyagok
A gyors öntészeti folyamat támogatása érdekében a Formlabs kifejlesztette a High Temp Resint, azaz magas hőállóságú műgyantát, amely 238°C-ig hőálló 0.45 MPa nyomás mellett. Ez a piacon fellelhető legnagyobb hőellenállással bíró műgyanta. A High Temp Resin helytáll magas öntési hőmérséklet esetén és minimalizálja a hűtési időt.
A Formlabs partnercégének, a Braskem vállalatnak az esettanulmányából kiderül, hogy 1500 öntési ciklus alkalmával tudtak használni egyetlen, High Temp műgyantával 3D nyomtatott öntőformát, ami arcpajzsok fülvédő elemének előállítására szolgált. A cég kinyomtatta a betétet és egy, a precíziós rendszerbe integrált, általános fémformába helyezte. Ez egy versenyképes megoldás közepes darabszámú szériák gyártására. A 3D nyomtatott betét helyettesíthető, ahogy a design fejlődik avagy hibás gyártás esetén is.
Az additív gyártás lehetővé teszi az öntő szerszámok igény szerinti gyártását bonyolult geometriák esetén is, amiket igen nehéz és költséges lenne hagyományos gyártástechnológiával létrehozni. Habár a High Temp műgyanta elég törékeny alapanyag, így a bonyolultabb geometriájú modellek könnyen vetemedhetnek és törhetnek. Néhány termék esetén így a több tucat ciklus elérése kihívást okozhat.
Ennek a problémának a megoldásaként, egy francia startup cég, a Holimaker a Formlabs Grey Pro műgyantáját kezdte el használni. Ennek az alapanyagnak kisebb a hővezető tulajdonsága, mint a High Temp műgyantának, ami hosszabb hűlési időt jelent, azonban a végeredmény egy lágyabb modell, ami több száz ciklust is kibír.
A Formlabs nemrég hozta nyilvánosságra az újonnan kifejlesztett Rigid 10K ipari-minőségű, üvegszállal dúsított műgyantát, amely képes megbirkózni a geometriák és a fröccsöntési folyamatok sokféle változatával. 218°C-on is megtartja tulajdonságait 0.45 MPa nyomás mellett, szakító modulusa pedig 10 000 MPa, így erős, rendkívül merev és termikusan stabil modelleket kapunk.
A Novus Applications vállalat több száz bonyolult menettel rendelkező kupakot öntött ki egyetlen Rigid 10K műgyantával készült öntőforma segítségével. Ahogy egyre több cég veszi használatba a Rigid 10K műgyantát, a Formlabs vállalat úgy véli, hogy ez az alapanyag kiváló eszközként szolgálhat részletgazdag és strapabíró szerszámok gyártáshoz fröccsöntés során.
Válassza a megfelelő műgyantát fröccsöntő szerszámok 3D nyomtatásához
Belső tesztelési folyamatokra és ügyfelek esettanulmányaira alapozva jött létre az alábbi táblázat, ahol a három csillag a leghatékonyabb, egy csillag a legkevésbé hatékony megoldást jelenti a megadott kritériumok alapján.
Ha szeretne többet megtudni a Formlabs nyomtatókról és alapanyagokról, érdeklődjön csapatunknál, vásárláshoz pedig keresse fel webshopunkat!
