Drukowanie 3D SLA na biurku przyspiesza innowacje w formowaniu wtryskowym

Formowanie wtryskowe to powszechnie stosowany proces produkcyjny dla produktów z tworzyw sztucznych. Podczas gdy tradycyjne formy metalowe CNC doskonale sprawdzają się w produkcji wielkoseryjnej, stanowią one znaczne wyzwania dla małych partii: wysokie koszty i długie czasy realizacji. W przypadku prototypowania i potrzeb niskoseryjnych (około 10–1000 sztuk), formy wtryskowe drukowane w 3D oferują czasowo i kosztowo efektywną alternatywę. Takie podejście umożliwia również większą elastyczność, pozwalając inżynierom i projektantom testować projekty form, łatwo wprowadzać modyfikacje i iterować szybciej, za ułamek kosztów obróbki CNC.

Użycie drukarki stereolitograficznej (SLA) 3D — takiej jak Formlabs Form 3+ — do tworzenia niestandardowych form jest proste, łącząc zalety druku 3D z tradycyjnymi technikami formowania. Poniżej znajduje się kompleksowy przewodnik po konfiguracji systemu do majsterkowania wtrysku, w tym niezbędne narzędzia i najlepsze praktyki.

Konfiguracja systemu do formowania tworzyw sztucznych DIY wymaga początkowej inwestycji, ale długoterminowe oszczędności czasu i kosztów mogą uzasadnić ten wysiłek. Oto, czego będziesz potrzebować:

• Wysokowydajna biurkowa drukarka 3D z żywicy SLA: Modele takie jak Formlabs Form 3+ wytwarzają precyzyjne formy z gładkimi powierzchniami, zapewniając wysoką jakość formowanych części.
• Materiały do druku 3D zdolne wytrzymać temperatury i ciśnienia formowania wtryskowego: Zalecane żywice obejmują:
  • Żywica Rigid 10K: Materiał przemysłowy, wypełniony szkłem, o wysokiej stabilności termicznej (HDT: 218°C @ 0,45 MPa) i sztywności (moduł sprężystości: 10 000 MPa).
  • Żywica High Temp: Z temperaturą ugięcia cieplnego 238°C @ 0,45 MPa, ten kruchy, ale odporny na ciepło materiał jest idealny do formowania w wysokich temperaturach.
  • Żywica Grey Pro: Oferuje niższą przewodność cieplną, co skutkuje dłuższym czasem chłodzenia, ale jest trwalsza do dłuższego użytkowania.
• Biurkowa maszyna do formowania wtryskowego: Opcje obejmują systemy Galomb Model-B100, Holipress, Minijector, Morgan, APSX lub Micromolder. Zautomatyzowane maszyny, takie jak Babyplast, nadają się do produkcji małych części.
• Granulki tworzywa sztucznego do wyboru
• Oprogramowanie CAD do projektowania form (np. Blender)

Uwaga: Ta metoda najlepiej nadaje się do produkcji małoseryjnej małych części. Większe komponenty mogą nadal wymagać procesów przemysłowych.

Zacznij od zaprojektowania wkładek formy w oprogramowaniu CAD (tutaj używany jest Blender, ale przepływ pracy jest podobny w innych narzędziach):

1. Pobierz pusty szablon wkładki formy lub zaprojektuj własny.
2. Zaimportuj obie połówki rdzenia formy i swój model 3D do narzędzia CAD.
3. Użyj operacji boolowskich, aby odjąć geometrię części od połówek formy, zapewniając prawidłowe wyrównanie z wlotem wtryskowym.
4. Eksportuj każdą połówkę formy do druku.

Wybierz żywicę w oparciu o swoje wymagania dotyczące formowania:

Aby uzyskać optymalne wyniki, ustaw orientację wnęki formy do góry w slicerze (np. PreForm), aby uprościć post-processing i zapewnić gładkie powierzchnie.

Gdy forma wydrukowana w 3D jest gotowa, przejdź do formowania wtryskowego, używając materiałów takich jak:

• LDPE, PP, PA, PE
• TPE, TPU, PLA, ABS
• ASA, HDPE, EVA, PS, POM

Aby zapobiec przywieraniu części i degradacji formy, nałóż środek antyadhezyjny na bazie silikonu. Postępuj zgodnie z instrukcjami swojej maszyny, aby uzyskać optymalne wyniki.

• Używaj mniejszych wysokości warstw (50 lub 25 mikronów), aby zminimalizować widoczne linie druku na gotowych częściach.
• Włącz kąty pochylenia 2–5° na powierzchniach pionowych, aby ułatwić usuwanie części.
• Wypoleruj linie podziału za pomocą drobnego papieru ściernego, aby zredukować wypływ.
• Chłodź części szybciej, używając kąpieli wodnej, aby zminimalizować wypaczenia.
• Przesuń szczegóły grawerowane o co najmniej 1 mm od powierzchni.
• Dodaj dodatkową grubość 0,125 mm do form aluminiowych ram, aby zapewnić uszczelnienie pod wpływem kompresji.

Łącząc druk 3D i formowanie wtryskowe, producenci mogą osiągnąć opłacalne, szybkie prototypowanie i produkcję małoseryjną, przyspieszając czas wprowadzenia nowych produktów na rynek.