Seri Üretimde Prototipler

 

Dünyadaki herkes 3D baskı parçaları konusunda çılgınca olsa da, enjeksiyon makinesi üreticisi Boy, çok farklı bir yola girdi. Her bir bileşeni tek tek 3D yazıcıyla üretmek yerine Boy ve Stratasys, plastikten 3D baskı kullanarak enjeksiyon kalıplama makineleri için kalıp eklerinin üretilebildiği yaygın bir hazır pazar süreci geliştirmiştir.

 

Bu nedenle, prototipler ve gelecekteki enjeksiyonla kalıplanmış parçaların pilot serileri sadece seri malzemeyle değil, aynı zamanda mümkün olan en kısa sürede seri üretimle de üretilebilir.

 

Orta ölçekli aile işletmesi, bu kavrama yanıt olarak kesinlikle şaşırdı. Nisan ayının başında 250'den fazla katılımcı Neustadt-Fernthal'deki 3B bilgi günümüzü sitedeki süreç hakkında bilgi edinmek için ziyaret etti. Bu rakam, Boy çalışanlarının sayısını önemli ölçüde aşıyor. Diğer 3B olayları takip edildi. BOY Genel Müdür Yardımcısı Klaus Geimer, Orlando'daki NPE 2015'te yapılan sürecin ilk sunumunun ardından geçen zamanı hala hatırlıyor: "Neredeyse bütün baskılar kalıp kalıpları ile çalışma ile ilgili fuardan sonra - otomotiv endüstrisinden gelen sorular da dahil. Endüstri bu süreç çok ilginç... Gelecekteki enjeksiyon parçalarına çok benzeyen ve gerçekçi testlerin gerçekleştirilebildiği, seri ile ilgili prototipler veya pilotlar parçaları çok hızlı üretilebiliyor ".

 

Boy'daki Uygulama Mühendisliği Müdürü Michael Kleinebrahm, bunun nedenini açıklıyor: "3D-yazıcılar geleceğin seri üretim materyaline uygun bir malzemeyi işlese bile, malzeme her zaman noktalara veya çizgilere uygulanır. moleküllerin kendilerini enjeksiyon işlemi ile aynı hizaya getirdiği enjeksiyon kalıplı parçaların özelliklerini elde etmek basit bir şekilde imkansızdır, böylece homojen bir bileşen yaratılır .. Tasarım kontrolü ve görünür parçalar için, basılı parçaların sağlamlığı yeterli olabilir - fonksiyonel parçalar için Deneyimlerimize göre 3D-baskılı parçalar enjeksiyonla kalıplanmış bir parçanın sağlamlığının sadece% 40 ila% 60'ına ulaşabiliyor, hangi katılıkların elde edildiğini, geleceğin gereksinimlerini ne kadar yakın karşıladıklarını bulmak için kesin ve bireysel bir inceleme yapılması gerekiyor. seri kısım ve prototipin gereklilikleri karşılayıp karşılamadığı.

 

Ulaşılabilir doğruluk, kalıp eklerinin 3B baskısının bir başka olumlu yanıdır. Kleinebrahm: "Temel olarak doğruluk, bileşenlerin 3 boyutlu baskısında olduğu gibi aynıdır. Bununla birlikte, basılı formlar el ile yeniden işleme olanağı ve böylece bileşenlerin doğruluğunun artırılması olanağı sunar. Örneğin, sıkıca tolere edilen matkap delikleri Küçük boyutlu olarak basılabilir ve daha sonra boyutlandırılabilir: Aynı şey, 3 boyutlu baskı durumunda nispeten kaba olan yüzeye uygulanır 3 boyutlu baskı için, tekrar işlenebilir, yani zımparalanabilir veya cilalanabilir. yeniden işleme parçalarının yüksek kaliteli bir yüzeye sahip bileşenlere enjekte edilmesi Parçaların 3 boyutlu yazdırılması durumunda, her bir bileşenin yeniden işlenmesi gerekir ".

 

Tüm coşkulara rağmen, Kleinebrahm abartılı beklentilere karşı uyarıyor: "3D-baskılı kalıpla yapılan enjeksiyon kalıplama bir çeşit" çok yönlü "olarak görülemiyor. Bu işlem prototipler ve küçük partiler için oldukça ilginç, ancak kesinlikle bir prototip Şirketler 5.000 parça veya daha fazla üretim yapmak istiyorlarsa, dikkatli bir hesaplama yapılması önerilir ".

 

Klaus Geimer'in bakış açısı benzer: "Tüm pazara bakarsak, plastik kalıp uçlarının 3 boyutlu baskısı, bugünün bakış açısından marjinal bir alan olarak kalacaktır, ancak prototip yapımında önemli iyileştirmeler sağlanabilir. Enjeksiyon kalıplama mevcut haliyle fakat yer değiştirmemelidir. Bunu değiştirmek için malzemelerin bugün olduğundan daha ucuz ve çok daha esnek olması gerekir. "

Sürecin kritik noktası, kalıp eklerinin dayanıklılığıdır. Michael Kleinebrahm'ın tecrübesine göre, 100 veya hatta 200 parça üretmek için plastik bir kalıp parçası kullanılabilir ve Boy, bir gösteri kısmından bir kalıpla 700 bileşen üretebilir. Ancak, yaklaşık on gün sonra kalıplar üzerinde geniş bir aşınma olan birçok uygulama vardır, böylece yeni kalıp eklerinin basılması gerekir. Bu gibi durumlarda, aşınmaya eğilimli kalıp eklerinin bir kısmını 3D yazıcıyla aynı anda basmanız mümkün olacaktır. Ancak Michael Kleinebrahm'a göre, bu durumu dikkatlice değerlendirmek veya başka bir çözüm bulmak tavsiye edilir.

 

Plastik kalıp eklerinin aşırı aşınması durumunda en basit çözüm Boy tarafından sunulmaktadır. Michael Kleinebrahm: "İyi bir nedenden ötürü, kalıp konseptimizi basılı kalıp uçları için uçlarla birlikte kullanıyoruz, bu bir kalıp değişiminin son derece basit olduğu anlamına gelir - küçük partiler için idealdir. Bu sistem ile kalıp girişinin malzemesi önemli değildir Malzemeyi gereksinimlere kolayca adapte edebilir ve plastikten kalıp eklerini basabilir, alüminyumdan frezeleyebilir ve gerekirse çelikten basabiliriz. "Klaus Geimer ekliyor:" Bu, enjeksiyon kalıplama makinesinin operatörünün baskı kalıplarını çabuk ve Bir bileşenin üretimini kolayca optimize edin ve ardından - eğer her şey yolunda giderse - bu deneyime göre uygun bir şekilde uyarlanmış bir kalıp oluşturmak ve onu seri üretim için kullanmak. " Geimer için ise, ancak, sadece geçici bir çözümdür geleneksel kalıplara kıyasla sınırlamalar vardır, ancak plastik kesici uçlara göre çok daha uzun bir servis ömrü sunar. "


Kalıbın plastikten çeliğe 1: 1 kabul edilmesinin neden mümkün olmadığını açıklıyor Michael Kleinebrahm: "Metal bir kalıp farklı şekilde kurulmalıdır. Örneğin, metal kalıplar plastikle mümkün olmayan soğutma sistemleri içerir. farklıdır ve metal için daha fazla ve daha iyi seçenekler sunar. Ek olarak, enjeksiyon sırasındaki basınç çelik bir kalıptan çok daha düşüktür, çünkü eriyiğin taşınması için kanallar çok daha büyüktür. "

 

Hoş yan etki: Plastik kalıplar, düşük enjeksiyon hızları ve düşük sıkıştırma kuvvetleri gerektirir. Sonuç olarak, küçük enjeksiyon kalıplama makinelerinde ve küçük sıkma kuvvetlerinde plastik kalıp ekleriyle nispeten büyük atış ağırlıkları elde edilebilir. Operatör, gelecekte daha büyük bileşenlerin üretileceği durumlarda "büyük" enjeksiyonlu kalıplama makineleriyle çalışmak zorunda değildir.

 

Bununla birlikte, daha büyük bileşenlerin üretilmesi de belirli problemleri içerir. Michael Kleinebrahm: "Kalıp için çok fazla miktarda ısı olduğundan, büyük miktarda plastiği basılı plastik kalıba dolduramıyoruz. Ayrıca tüm plastik malzemelerin geçit alanından akması gerekir. Belli sınırların aşılması durumunda, işlem artık düzgün çalışmıyor ".

 

Boy tarafından üretilen ilk bileşenler 5 cm³ hacme sahipti, ancak nispeten hızlı daha büyük parçalar üretildi. Bu da, yakında 3D baskı için plastiklerin daha da gelişmesiyle değişecektir. Malzeme ne kadar sağlam olursa kalıp içine o kadar fazla plastik enjekte edilebilir. K 2016'da Boy, olası boyut sınırına henüz ulaşılmadığını gösterecektir.

Kleinebrahm: "Şu anda yaklaşık 200 cm²'nin altında öngörülen bir alana sahip bileşenler üretebiliyoruz. Şu anda oldukça ilginç bir yüzey yapısına sahip nispeten büyük bir kalıp basıyoruz. İlgili bileşen, dış çapı 130 mm olan yuvarlaktır.


K'da gösterilecek olan ve bu parçanın ne kadar büyük olacağı hala bir sır, ama standımızı ziyaret etmek kesinlikle faydalı. "

Klaus Geimer'e göre, boyut bir nokta, ancak verimliliğin unutulmayacağından emin: "Elbette, daha büyük parçaların üretimi için, yazıcının kalıpları üretmek için daha fazla zamana ihtiyaç duyduğu dikkate alınmalıdır. pahalıya malzeme ihtiyacı artar.

 

Sonuçta, bu bir prototip veya ön seri için bir çelik kalıbın yapımından daha uygundur - özellikle çelik kalıbın seri üretim için kullanılana kadar iki ila üç kez değiştirilmesi gerektiğinde. Bununla birlikte, malzeme çok pahalı olduğundan ve diğer üretim yöntemleri daha ucuz olduğundan, örneğin alüminyum kalıp kullanımı gibi plastik kalıp eklerinin belirli bir boyuttan daha fazla basılması artık mantıklı değildir. "

 

Her durumda, yeni uygulamalar için beklentiler, bileşenlerin salt boyutunun çok ötesindedir - süreç, gelecekte elastomerleri basılı formlarla işleyebilmek için sürekli olarak Boy ve Stratasys tarafından geliştirilmektedir.

 

Michael Kleinebrahm: "Termoplastik elastomerlerde, 3D-baskılı plastik kalıp eklerinin kullanımı hiç sorun değil. Zorluk vulkanize elastomerlerin işlenmesidir, çünkü kalıp bir yalıtkandır ve bu nedenle klasik çapraz bağlama işleminin gerçekleştirilmesi çok zordur Çelik bir kalıpla mümkün olan enerji eklenemez.Başka bir sorun: Yüksek sıcaklıklara ek olarak kalıpta yüksek bir basınç ortaya çıkar - kalıp eklerinin mekanik özellikleri talep edilir. "İlgili testler hala çok başlıyor, ancak aynısı 2015'de NPE'de plastik enjeksiyon kalıplarının 3 boyutlu baskısı ile oldu ve o zamandan bu yana sadece 1,5 yıl geçti.

 

Gelecekteki ileri kavramlar bileşenlerin daha yüksek stabilitesine doğru gitmektedir. Michael Kleinebrahm: "Donatıların bileşenlere dahil edilmesi, örneğin sabit uzun liflerin birleştirilmesiyle bir olasılık olabilir. Bu, 3D baskılı kalıplarla bile yüksek mukavemetli bileşenler bile üretmemizi sağlayacaktır"

 

Çeşitli otomotiv üreticilerine, tedarikçilerine ve diğer plastik işlemcilere (ki ne yazık ki isimlendirilemez) ek olarak, bazı sözleşmeli üreticiler halihazırda plastik 3D baskı ve enjeksiyon kalıplama kombinasyonuna güveniyor. Klaus Geimer'e göre, bunun sürecin daha da geliştirilmesi üzerinde olumlu bir etkisi olabilir. Bugün, Boy'un teknik merkezi bir Stratasys 3D-printer ve kapsamlı testler yapmak için Boy enjeksiyonlu bir kalıplama makinesi bulunan Stratasys Engineering Center ile donatılmıştır. Eğer prototip parçalara acilen ihtiyaç duyulursa, bir servis sağlayıcı ile temasa geçilebilir. Bu 3D prototip kalıplarla kalıplanmış prototip parça enjeksiyonlarını üreteceklerdir.

 

10 Temmuz 2019 Çarşamba
Haber arşivi için tıklayınız
© Polmak Plastik 2011 - 2021. Tüm Hakları Saklıdır.