Łączenie technologii formowania wtryskowego z drukiem 3D HP MJF

0

Formowanie wtryskowe jest najczęstszą metodą masowej produkcji elementów z tworzyw sztucznych, pozwalającą na szybkie wytwarzanie bardzo dużej liczby identycznych części. W przeszłości druk 3D był wykorzystywany w procesie projektowania i produkcji form wtryskowych wyłącznie do tworzenia i weryfikacji prototypów, które finalnie były formowane wtryskowo. Obecnie rozwój technologii w zakresie dokładności drukarek 3D, wykończenia powierzchni i materiałów, pozwala addytywnie wytwarzać również matryce, co jest bardzo istotne w produkcji krótkich i średnich serii części poliuretanowych z wysokiej jakości wykończoną powierzchnią.

Koszty początkowe inwestycji – od 10 000 do nawet 100 000 USD, związane z formowaniem wtryskowym sprawiają, że ta technologia jest opłacalna tylko przy produkcji masowej. Historycznie formy do wtrysku zazwyczaj musiały być obrabiane za pomocą CNC z metali (najczęściej aluminium lub stal) zapewniających dobrą odporność na zużycie podczas wielokrotnego wtryskiwania, otwierania i zamykania formy oraz zmian temperatury, na które były narażone podczas procesu formowania wtryskowego.

W przypadku formowania w niskonakładowych seriach, odporność na zużycie nie jest już najważniejszym czynnikiem. Niektóre technologie drukowania 3D, takie jak HP Multi Jet Fusion, Material Jetting i SLA są w stanie wytwarzać komponenty z wysoką dokładnością i doskonałym wykończeniem powierzchni. W połączeniu z nowoczesnymi materiałami do drukowania 3D, odpornymi na temperaturę i umożliwiającymi swobodne projektowanie, formy do wtrysku wytwarzane addytywnie, stanowią obecnie realną opcję w produkcji średnich i małych serii. Drukowane w 3D matryce umożliwiają także szybką weryfikację ich projektu, co zmniejsza ryzyko finansowe związane z inwestowaniem w drogą metalową formę.

Formy wtryskowe drukowane w technologii HP MJF 3D

Optymalizacja kosztów produkcji zwiększa zainteresowanie przemysłu matrycami wytwarzanymi przyrostowo, które pozwalają wyeliminować obróbkę końcową, tym samym skrócić czas realizacji. Tradycyjnie wykonana forma może kosztować 45 000 USD, a jej produkcja zajmuje sześć do ośmiu tygodni. Ta sama forma, wydrukowana w 3D, będzie znacznie tańsza – około 2000 USD i może powstać nawet w ciągu kilku dni.

Hiszpańska firma Eurecat, aby wytworzyć formy do wytłaczania z rozdmuchiwaniem (EBM) używane w produkcji samochodowych kanałów powietrznych, wykorzystuje druk 3D w technologii HP Multi Jet Fusion. Jej zastosowanie pozwoliło na integrację prowadnic form i umożliwiło jednoczesne drukowanie obu jej wnęk w różnych geometriach w celu późniejszego przetestowania. Oprócz zwiększenia wydajności, przyspieszono również proces produkcji formy, skracając jej wytwarzanie z 2 tygodni do 2 dni, dodatkowo obniżając koszty o 46%, w porównaniu do produkcji form metalowych wykonanych za pomocą obróbki CNC.

Formy wtryskowe wyprodukowane przez Eurecat w technologii MJF.

Reaktywne formowanie wtryskowe

Od ponad 10 lat Arcesso Dynamics dostarcza klientom części poliuretanowe z wysokiej jakości wykończoną powierzchnią (części malowane, błyszczące itp.) w krótkich seriach, które znajdują zastosowanie w produkcji mebli, sprzętu medycznego, urządzeń elektronicznych etc. Korzysta ze stosunkowo nowej metody produkcji, jaką jest reaktywne formowanie wtryskowe (RIM), pozwalające na formowanie elementów pod niższym ciśnieniem i w temperaturze otoczenia. Niska lepkość płynów wykorzystanych w tym procesie, temperatura obróbki (30–40°C) i ciśnienie formowania wewnętrznego (3–10 barów) umożliwiają wytwarzanie większych i lżejszych detali o bardziej złożonych kształtach i cieńszych ściankach niż przy wtrysku tradycyjnym.

Formy wtryskowe przygotowane przez Arcesso Dynamics w technologii MJF.

Dzięki zastosowaniu technologii HP Multi Jet Fusion w produkcji form RIM, Arcesso Dynamics mogło:

  • zaoszczędzić na kosztach produkcji – HP MJF pozwala na tworzenie form z pliku zaprojektowanego w CAD, co eliminuje pośrednie etapy procesu w porównaniu z CNC (CAM, wstępne ustawienia narzędzi obróbczych itp.) i cena średniej wielkości części jest niższa o 10% do 20%
  • przyspieszyć produkcję – znacznie niższe koszty pozwolą na stosowanie wielu form jednocześnie
  • zoptymalizować procesy chłodzenia – hartowanie formy i jednorodność usuwania ciepła są kluczowe w reaktywnym formowaniu wtryskowym. HP MJF pozwala na tworzenie złożonych, obwodów chłodzących, które są bliżej powierzchni formującej, przez co ułatwia przenoszenie ciepła i maksymalizuje jednorodność termiczną na wewnętrznych powierzchniach formy
  • obniżyć wagę form – zazwyczaj materiały do ​​drukowania 3D są lżejsze niż aluminium lub stal, ponadto druk 3D pozwala na tworzenie sztywnych, lekkich struktur kratowych, które zmniejszają masę formy, zachowując wymagane właściwości mechaniczne
  • zastąpić obecne formy silikonowe, które wpływając na proces reakcji utwardzania, wymagają okresowej wymiany. Materiał HP 3D HR PA 12 udowodnił, że jest kompatybilny z formowaniem poliuretanowym.

Firma Sag Tubi, która koncentruje się na rozwiązaniach rurociągowych od 1969 roku, opracowała różne narzędzia do gięcia rur – osprzęt, oraz formy do gięcia i kształtowania rur. Są głównie wykonane z metalu i produkowane przy użyciu maszyn CNC, w wyniku czego koszty produkcji są wysokie. Dzięki zastosowaniu technologii druku 3D HP MJF Sag Tubi mogło łatwo uprościć procesy gięcia i kontroli narzędzi, produkcję form, przez co zmniejszyć koszty i czas wytworzenia każdego narzędzia lub osprzętu.

Formy do kształtowania rur drukowane w technologii MJF.

HP3D.pl – dystrybutor technologii HP MJF w Polsce w ramach prowadzonych Warsztatów 3D, pokazuje jak dzięki zastosowaniu tej technologii w wytwarzaniu form wtryskowych, stałe koszty produkcji zostaną zmniejszone do ułamka pierwotnych wartości. Rekomenduje drukowane formy z termoplastycznego tworzywa sztucznego – PA 12 do produkcji serii o nakładzie do 500 sztuk, ale także skomplikowanego oprzyrządowania i projektów matryc, w których prawdopodobne są zmiany lub iteracje (prototypowanie).

DODAJ KOMENTARZ:

Komentowanie niedostępne.