3D-печать на рабочем столе SLA ускоряет инновации в области инжекционного формования

Литье под давлением — широко используемый производственный процесс для изготовления изделий из пластмасс. В то время как традиционные металлические формы с ЧПУ превосходны при крупносерийном производстве, они создают значительные проблемы для небольших партий: высокие затраты и длительные сроки изготовления. Для прототипирования и мелкосерийного производства (примерно 10–1000 единиц) 3D-печатные литьевые формы предлагают экономичную альтернативу с точки зрения времени и затрат. Этот подход также обеспечивает большую гибкость, позволяя инженерам и дизайнерам тестировать конструкции форм, легко вносить изменения и быстрее выполнять итерации при меньших затратах, чем при обработке на станках с ЧПУ.

Использование стереолитографического (SLA) 3D-принтера, такого как Formlabs Form 3+, для создания пользовательских форм — это просто, сочетая преимущества 3D-печати с традиционными методами формования. Ниже приведено подробное руководство по настройке системы самостоятельного литья под давлением, включая необходимые инструменты и лучшие практики.

Настройка системы литья пластмасс под давлением своими руками требует первоначальных вложений, но долгосрочная экономия времени и средств может оправдать эти усилия. Вот что вам понадобится:

• Высокопроизводительный настольный SLA 3D-принтер для печати смолой: Такие модели, как Formlabs Form 3+, производят точные формы с гладкой поверхностью, обеспечивая высокое качество формованных деталей.
• Материалы для 3D-печати, способные выдерживать температуры и давление литья под давлением: Рекомендуемые смолы:
  • Rigid 10K Resin: Промышленный материал, наполненный стеклом, с высокой термической стабильностью (HDT: 218°C при 0,45 МПа) и жесткостью (модуль упругости при растяжении: 10 000 МПа).
  • High Temp Resin: С температурой теплового отклонения 238°C при 0,45 МПа, этот хрупкий, но термостойкий материал идеально подходит для высокотемпературного формования.
  • Grey Pro Resin: Обладает более низкой теплопроводностью, что приводит к увеличению времени охлаждения, но более долговечен при длительном использовании.
• Настольная машина для литья под давлением: Варианты включают системы Galomb Model-B100, Holipress, Minijector, Morgan, APSX или Micromolder. Автоматизированные машины, такие как Babyplast, подходят для производства мелких деталей.
• Пластиковые гранулы по вашему выбору
• Программное обеспечение CAD для проектирования форм (например, Blender)

Примечание: Этот метод лучше всего подходит для мелкосерийного производства небольших деталей. Для более крупных компонентов по-прежнему могут потребоваться промышленные процессы.

Начните с проектирования вставок для формы в программном обеспечении CAD (здесь используется Blender, но рабочий процесс аналогичен в других инструментах):

1. Загрузите пустой шаблон вставки формы или разработайте свой собственный.
2. Импортируйте обе половины сердечника формы и вашу 3D-модель в инструмент CAD.
3. Используйте логические операции для вычитания геометрии детали из половин формы, обеспечивая правильное выравнивание с входным отверстием для впрыска.
4. Экспортируйте каждую половину формы для печати.

Выберите смолу в зависимости от ваших требований к формованию:

Для достижения оптимальных результатов ориентируйте полость формы вверх в слайсере (например, PreForm), чтобы упростить постобработку и обеспечить гладкие поверхности.

Когда 3D-печатная форма будет готова, переходите к литью под давлением, используя такие материалы, как:

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

Чтобы предотвратить прилипание деталей и разрушение формы, нанесите разделительный агент на силиконовой основе. Следуйте инструкциям вашей машины для достижения оптимальных результатов.

• Используйте меньшую высоту слоев (50 или 25 микрон), чтобы свести к минимуму видимые линии печати на готовых деталях.
• Включите углы наклона 2–5° на вертикальных поверхностях для облегчения извлечения деталей.
• Отполируйте линии разъема мелкой наждачной бумагой, чтобы уменьшить облой.
• Охлаждайте детали быстрее в водяной бане, чтобы свести к минимуму деформацию.
• Сместите гравированные детали не менее чем на 1 мм от поверхности.
• Добавьте дополнительную толщину 0,125 мм к формам для алюминиевых рам, чтобы обеспечить герметичность при сжатии.

Сочетая 3D-печать и литье под давлением, производители могут добиться экономичного, быстрого прототипирования и мелкосерийного производства, ускоряя выход новых продуктов на рынок.