通過3D打印快速原型技術(shù)可迅速驗證產(chǎn)品的可行性
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80年代后,隨著計算機(jī)輔助設(shè)計的應(yīng)用,產(chǎn)品造型和設(shè)計能力得到極大提高,然而在產(chǎn)品設(shè)計完成后,批量生產(chǎn)前,必須制出樣品以表達(dá)設(shè)計構(gòu)想,快速獲取產(chǎn)品設(shè)計的反饋信息,并對產(chǎn)品設(shè)計的可行性作出評估、論證。
在市場競爭日趨激烈的今天,時間就是效益。為了提高產(chǎn)品市場競爭力,從產(chǎn)品開發(fā)到批量投產(chǎn)的整個過程都迫切要求降低成本和提高速度。快速原型技術(shù)的出現(xiàn),為這一問題的解決提供了有效途徑,倍受國內(nèi)外重視。而傳統(tǒng)的快速原型制造方式還是要花費(fèi)不少時間和費(fèi)用,但隨著3D打印技術(shù)的出現(xiàn),快速原型制造的方式大大縮短了工期。
在生產(chǎn)塑料零部件行業(yè),對于塑料產(chǎn)品來說,3D打印原型產(chǎn)品的功能性與注塑模具生產(chǎn)的塑料產(chǎn)品不完全一致,所以塑料產(chǎn)品制造商往往需要在產(chǎn)品正式投入大批量注塑生產(chǎn)之前,生產(chǎn)小批量的注塑件做進(jìn)一步的產(chǎn)品驗證。
在這種情況下,如果通過金屬注塑模具來生產(chǎn)小批量注塑件,則會產(chǎn)生高昂的成本,以及等待較長的金屬模具制造周期。或許用3D打印的塑料模具進(jìn)行小批量注塑可以解決這些問題。本期,將與網(wǎng)友分享一個3D打印注塑模具的視頻和案例,看一下小批量注塑件生產(chǎn)的成本和交期問題能不能得到解決。
縮減成本和生產(chǎn)周期
首先我們通過一段視頻來了解一下3D打印注塑模具和使用該模具進(jìn)行零部件注塑生產(chǎn)的過程。
視頻中需要進(jìn)行注塑生產(chǎn)的產(chǎn)品是一個推進(jìn)器。
3D打印注塑模具的材料:ABS 塑料;
打印時間:22小時
注塑機(jī):Arburg (70噸)
推進(jìn)器的注塑材料:POM,又名聚甲醛樹脂、POM塑料、賽鋼…
注塑溫度:210攝氏度
注塑壓力:300 bar
夾持壓力: 100 bar
夾持時間:8 秒
注塑量:65 cc
冷卻時間:30秒
與金屬模具相比的成本情況:
相比鋁制模具,下降43%;相比鋼制模具下降72%
接下來,我們看一下德國Seuffer 公司使用同樣的技術(shù)注塑生產(chǎn)塑料零部件的案例。
Seuffer 是一家德國的汽車電子和家用電器制造商,如車燈開關(guān)、換擋器等,他們每年生產(chǎn)1200萬-1500萬個塑料零部件。
在產(chǎn)品研發(fā)過中,Seuffer 公司不僅使用3D打印機(jī)制造產(chǎn)品原型,還利用3D打印機(jī)制造塑料的注塑模具,用于小批量塑料零部件的注塑生產(chǎn)。
這種方式,讓Seuffer的生產(chǎn)成本顯著下降,交期顯著縮短。接下來,我們看一看3D打印模具給Seuffer 公司帶來的具體影響。
Seuffer 公司將制造金屬模具和3D打印模具時產(chǎn)生的成本和交期進(jìn)行了對比,從下圖中我們可以看出兩組數(shù)據(jù)之間的明顯差異:
交期:傳統(tǒng)模具交期為56天,成本為4萬歐元;3D打印模具交期為2天,成本為1000歐元。相比傳統(tǒng)模具,3D打印模具的交期縮短了90%,成本下降了97.5%
案例中展示的ABS 材料并不是唯一可以制造3D打印注塑模具的材料,通過SLA 3D打印技術(shù),光敏樹脂材料也可以用來制造3D打印注塑模具,進(jìn)行小批量注塑件的生產(chǎn)。
目前世界上投入應(yīng)用的快速成形的方法有十多種,主要包括光敏液相固化法(SLA-StereoLithgraphyApparatus)、分層實體制造(LOM—Laminated Object Manufacturing)、選擇性激光燒結(jié)(SLS—SelectiveLaser Sintering)、熔化沉積制造(FDM—Fused Deposition Modeling)、固基光敏液相(SGC—Solid GroundCuring)等方法。
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