Zaman yarat: 01/21/2019
3B baskı çoğunlukla doğrudan prototiplerin veya parçaların üretimi ile ilişkilendirilir, ancak daha geleneksel üretim işlemlerinde kullanılan kalıpların ve aletlerin üretiminde de faydalı olabilir. Bu makale, enjeksiyon kalıplamada kullanılan kalıpların 3D baskı ile ilgili çeşitli avantaj ve dezavantajlarına ayrıntılı olarak bakacaktır.
Ele alınması gereken ilk konu, doğrudan yazdırmak yerine bir kalıp oluşturmak için 3D baskıyı kullanmayı veya CNC işlenmiş bir kalıp kullanmayı tercih etmenizdir. Her şey, söz konusu üretim sürecinin özelliklerine ve özellikle de üretilmesi gereken parça sayısına bağlıdır.
Büyük üretim çalışmaları için CNC işlenmiş metal kalıbın üstün olduğuna dair hiçbir şüphe yoktur. 3D baskılı kalıplar özellikle dayanıklı değildir ve en güçlü malzemeleri kullanırken bile genellikle 100'den fazla enjeksiyon için dayanmazlar. Buna karşılık, bir metal kalıp değiştirilmeden önce on binlerce parça üretebilir.
Diğer uçta, yalnızca çok az sayıda prototip üretilmesi gerekiyorsa, bunları doğrudan 3B yazdırmak en iyisidir. Prototipleme söz konusu olduğunda, katkı maddelerinin üretimini yenmek zordur. 3D baskılı enjeksiyon kalıpları, üretilecek parça sayısının önemli ancak yine de 100'den az olduğu belirli bir pencere için en iyisidir. Kolayca 3D baskı yapılamayan belirli bir malzemenin kullanılması gereken bazı durumlar olabilir ve bu gibi durumlarda Çok az sayıda parça için kalıp üretmek mantıklıdır. Genel olarak, 50 ila 100 parçadan oluşan bir üretim çalışması 3D baskılı enjeksiyon kalıplama için en uygun maliyetli olacaktır, ancak bu özel koşullara bağlı olarak değişebilir.
Bir kalıbın 3D baskının geleneksel bir kalıp üretmeye kıyasla temel avantajı maliyettir. Kesin bir fiyat bulmak zor, ancak bir CNC işlenmiş metal kalıp üretmek genellikle birkaç bin dolara mal olacak. Bu, bazen daha üst seviye kalıplar için 5 şekle bile uzanabilir. 3D baskı kalıbı üretmenin malzeme maliyeti oldukça düşüktür, çoğunlukla 100 dolardan çok daha düşüktür. İşçilik maliyetlerini ve diğer faktörleri hesaba katarsanız, bu rakam bir dereceye kadar artacaktır, ancak bir kalıbın 3D baskısının geleneksel yöntemlerle üretmekten çok daha ucuz olduğu açıktır.
3B baskılı kalıplar ayrıca daha kısa teslim süreleri ile sonuçlanmak için daha hızlıdır. 3D baskılı enjeksiyon kalıplama kullanılarak 100 parça ya da daha az üretmek için harcanan toplam süre, standart enjeksiyon kalıplama için bir haftadan fazla olmasına kıyasla sadece 2 gün civarında olmalıdır.
3D baskılı kalıplar ayrıca daha fazla esneklik sağlar. Genellikle bir tasarımı ince ayar yapmak veya periyodik olarak yeni bir yineleme üretmek gerekir. Geleneksel enjeksiyon kalıplamada, bu, yeni bir kalıp üretmenin maliyeti düşünüldüğünde, oldukça pahalı olabilir, ancak 3D baskılı kalıplarla, gereken tek şey 3D model için hızlı bir ayarlamadır ve yeni kalıp ertesi gün kullanıma hazır olabilir.
Yukarıda değinildiği gibi, bir 3D baskılı kalıbın ana dezavantajı, dayanıklı olmamasıdır. Enjeksiyon kalıplama, çoğu SLA reçinesinin dayanabileceği şekilde tasarlanan aralığın çok ötesinde, genellikle çok yüksek sıcaklıkları içerir. Bu tip kalıplara baskı yapılırken ısıya dayanıklı reçineler özellikle seçilir, ancak sıcaklık önemli bir zayıf noktadır. 3D baskı malzemesi de alüminyum veya çelik kadar sert değildir. Bir parça her çıkartıldığında kalıp üzerine bir gerilme yerleştirilir ve en güçlü 3D baskılı kalıp bile geleneksel kalıplar gibi binlerce parçaya dayanma şansına sahip olmaz.
Ancak, 3D baskılı kalıpların dayanıklılığını arttırmak için atılabilecek bazı adımlar vardır. Örneğin, 3D baskılı kalıbı alüminyum çerçeveye yerleştirmek çok yaygındır. Bu, kalıbı daha sert hale getirme etkisine sahiptir ve ayrıca malzemeyi yüksek sıcaklıklardan ve aşınmanın bir kısmından koruyabilir. Kanal tasarımları ve havalandırma kanalları gibi özellikleri kalıbın tasarımına entegre etmek de önemlidir. Kanallar, fazla malzemenin dışarı akmasına izin verir ve soğutmayı önemli ölçüde iyileştirir, minik hava delikleri ise sadece bir milimetrenin büyüklüğündeki bir kısmı, aksi halde birikebilecek ve sorunlara neden olabilecek sıkışmış havanın kurtulmasına yardımcı olur.
3D baskı kalıplarının baskı sonrasında dikkatlice zımparalanması gerekeceğini belirtmekte fayda var. Çok ince bir tabaka yüksekliği kullanırken bile, yine de bir miktar merdiven boşluğu ve pürüzlülüğü olacaktır ve bunun kalıba aktarılmadığından emin olmak için bir zımparalama ve parlatma işlemi gereklidir. Gereken zımparalamayı en aza indirmek için, kalıbı, destek yapılarının sadece sırt ile temas halinde olmasını ve ana yüzünü etkilememesini sağlayacak bir yönde yazdırmak en iyisidir.
Dikkat edilmesi gereken birkaç ayrıntıya rağmen, tüm 3D baskılı kalıp tasarımı, geleneksel kalıp tasarımı ile aynı prensipleri izler. Örneğin, her iki kalıp türü için, parçaların çıkarılmasını zorlaştırabileceğinden, tam kare açılardan kaçınmak iyi bir fikirdir. Tasarımcılar genellikle, kenarları tamamen dikey yapmak yerine, tamamlanmış parçanın kaymasına yardımcı olmak için küçük bir eğim derecesine sahiptir. Keskin köşeler aynı nedenden ötürü kaçınılır, tasarımcılar genellikle tüm köşelerin biraz yuvarlanmış olduğundan emin olur. Flaşın önlenmesi için adımlar atılması gibi diğer önemli alanlar (enjeksiyon sırasında kalıptan sızan malzeme) her iki stil arasında da paylaşılır. Geleneksel kalıplarla tecrübesi olan herkes 3D baskılı kalıplara kolayca geçebilecek.
ProtoFab'dakiler gibi endüstriyel SLA makineleri, CNC işlemeyle benzer hassasiyet seviyelerine sahiptir, bu nedenle hassasiyet genellikle bir sorun değildir. İşlem sonrası çok küçük deliklerin veya karmaşık dişli özelliklerin delinmesi veya delinmesi gereken durumlar olabilir, ancak bunlara rağmen toplam işlem süresi eşdeğer CNC işlenmiş kalıptan önemli ölçüde daha az olacaktır. Masaüstü SLA makinelerinin kalıp üretimi için tamamen uygun olmadığını ve SLA ve PolyJet dışındaki diğer 3B baskı biçimlerinin de kalıp üretimine uygun hale getirmeyen özelliklere sahip olduğunu belirtmek önemlidir. SLA, PolyJet'ten daha uygun maliyetlidir, bu nedenle önerdiğimiz tekniktir.
Koşullar uygun olduğunda 3D baskılı enjeksiyon kalıplama mükemmel bir seçimdir. Prodüksiyonun birkaç prototipten daha fazlası olduğu halde küçük seri olarak kabul edilebildiği zamanlar için mükemmeldir. Aynı zamanda, tasarımda değişiklikler olması muhtemel olduğu zamanlar için de uygundur, örneğin çoklu yinelemelerle gelişen bir ürün. Koşullar uygun olduğunda, bu imalat şekli geleneksel yöntemlere göre 10 kat daha ucuz olabilir, daha hızlı bahsetmemek gerekir. Bununla birlikte, yukarıda ayrıntılı olarak belirtildiği gibi, 3B basılı kalıplar, geleneksel metal kalıplarından birkaç şekilde daha düşüktür, bu nedenle seçenekleri dikkatlice tartmak en iyisidir.
|3D Printed Injection Molding Best For||Traditional Injection Molding Best For|
|Production runs between 50 and 100 parts||Production runs over 1000 parts|
|Designs which are regularly altered||Designs which are guaranteed to remain fixed|
|Short lead times||Relatively long-term manufacturing schedules|
|Small manufacturers looking to reduce costs||Large-scale manufacturers with money to invest|