Как инструменты, напечатанные на 3D-принтере, могут повлиять на будущее прототипирования

Как инструменты, напечатанные на 3D-принтере, могут повлиять на будущее прототипирования

Когда мы обсуждаем роль 3D-печати в производственном мире, мы часто рассматриваем способы, которыми аддитивное производство может в конечном итоге заменить традиционные методы. Фактически, многие разработчики оборудования AM эффективно продают свое оборудование как прямую замену таким вещам, как станки с ЧПУ или системы литья под давлением.

Но 3D-печать также может использоваться в дополнение к существующим технологиям, таким как обработка с ЧПУ, литье под давлением, изготовление листового металла, экструзия и литье.

Это связано с тем, что системы AM — промышленные металлические технологии, такие как DMLS, или пластиковые технологии, такие как FDM или SLS, — могут использоваться для создания 3D-печатных инструментов для этих процессов, ускоряя и / или улучшая производство для достижения лучших результатов.

В этой статье рассматривается, как инструменты, напечатанные на 3D-принтере, формируют будущее прототипирования и мелкосерийного производства. В нем обсуждаются различные виды инструментов для 3D-печати, почему они полезны и какие материалы доступны.

Типы инструментов для 3D-печати

Инструментальная оснастка — это общий термин, используемый для описания различных механизмов фиксации, поддержки или придания формы, используемых в производстве. Инструмент для детали может состоять из одного или нескольких компонентов и обычно изготавливается из прочного материала, такого как инструментальная сталь.

С помощью 3D-печати можно сделать несколько видов инструментов. Однако некоторые компоненты сделать проще, чем другие, а некоторые могут быть изготовлены только с использованием высококлассного оборудования AM.

1. Формы

Форма — это своего рода полый контейнер, который заполняется материалом для изготовления деталей. Изготовление пресс-форм обычно осуществляется путем механической обработки, но 3D-печать в сочетании с термостойкими материалами становится жизнеспособным вариантом для некоторых деталей.

Печатные формы могут потребовать обширного шлифования поверхности или другой обработки поверхности, прежде чем они будут готовы к использованию, но скорость, с которой они могут быть изготовлены, становится огромным благом для компаний, занимающихся прототипированием.

По словам немецкой компании AM EOS , «способность изготавливать даже самые сложные конструкции с высоким качеством и в короткие сроки означает, что 3D-печать… дает явные преимущества для изготовления пресс-форм».

2. Приспособления

Зажимное приспособление — это изготовленное на заказ приспособление для фиксации заготовок, используемое для улучшения согласованности деталей во время производства. Обычно он используется для направления и управления движением режущего инструмента.

3D-принтеры становятся все более и более полезными для изготовления нестандартных элементов, таких как приспособления и приспособления, поскольку этот процесс является недорогим для разовых деталей.

Производители приспособлений и приспособлений для 3D-печати также могут значительно сократить время выполнения заказа, особенно если печать осуществляется на дому.

3. Светильники

Приспособление — это изготовленное на заказ зажимное приспособление, используемое для фиксации заготовки во время производства, обычно при механической обработке. В отличие от приспособлений, заготовки обычно уникальны для изготавливаемых деталей, а не для производственного оборудования.

Приспособления и приспособления могут быть напечатаны на 3D-принтере из металла или инженерного пластика, такого как TPU или нейлон, армированный углеродным волокном.

4. Экструзионные матрицы

Плашки представляют собой толстые стальные пластины с фигурными отверстиями. В процессе экструзии материал проталкивается через отверстие фильеры, образуя длинную часть с поперечным сечением, которое соответствует отверстию фильеры.

Как и пресс-формы, штампы обычно изготавливаются из термостойких материалов, таких как сталь, которые становится все проще печатать с помощью таких процессов, как DMLS и SLM.

Преимущества 3D-печатной оснастки

Конформные каналы охлаждения

В таких процессах, как литье под давлением, охлаждающие каналы используются для впрыска охлаждающей жидкости вокруг расплавленного материала, так что он охлаждается и затвердевает равномерно. Это помогает предотвратить коробление и деформацию отформованной детали.

В обычных пресс-формах каналы обычно представляют собой прямые линии из-за сложности обработки более сложных форм. Но 3D-печать позволяет создавать конформные каналы охлаждения: каналы, которые повторяют контуры детали, так что охлаждающая жидкость одинаково воздействует на каждую область детали.

По словам специалиста по металлу AM Desktop Metal , «Детали со сложной конструкцией и внутренней структурой, такие как конформные каналы охлаждения для нестандартных форм, идеально подходят для аддитивного производства, где время изготовления и стоимость детали не обязательно зависят от сложности конструкции».

Быстрое изготовление

3D-печать — это быстрый процесс, требующий минимальных затрат времени на настройку или подготовку. Это позволяет быстро производить оснастку — и немедленно переоборудовать ее, если инструмент сломается или требует доработки.

Хотя инструменты для 3D-печати все еще находятся в зачаточном состоянии и не приветствуются большинством производителей (или клиентов), они уже становятся важными для быстрого прототипирования, когда соображения времени выполнения имеют приоритет над другими факторами.

Инструменты, напечатанные на 3D-принтере, окажут большое влияние на будущее прототипирования просто потому, что они явно ускорят традиционные процессы прототипирования.

Доступный и эффективный

Инструменты могут быть очень дорогими, особенно если необходимо несколько компонентов или если конструкция особенно сложна. 3D-печать может снизить стоимость инструментов, поскольку сложную и замысловатую конструкцию можно изготовить почти так же быстро, как и простую.

AM также эффективен с точки зрения использования материала, поскольку не требует удаления отходов с заготовки.

В конце концов, любой обходной путь, который резко сокращает расходы на этапе создания прототипа, в конечном итоге будет играть все большую и большую роль в процессе создания прототипа.

Производитель 3D-принтеров Markforged заявляет, что «видит, что производители могут печатать на 3D-принтере от 10 до 50% своих долговечных инструментов, используемых в их процессе», что представляет собой «значительную ценность, если учесть, что средняя экономия затрат на 3D-печатную деталь по сравнению с обработанная деталь — 80% ».

Может использоваться для разных процессов

Инструменты, напечатанные на 3D-принтере, могут использоваться в нескольких уникальных производственных процессах, в том числе:

  • Литье под давлением
  • Литье под давлением
  • Экструзия
  • Обработка с ЧПУ
  • Изготовление листового металла

Лучшие инструментальные материалы AM

Инструментальная сталь

Инструментальная сталь — это твердая сталь, подходящая для сложных производственных условий. Из-за его твердости для точной обработки требуется много времени.

Однако некоторые технологии 3D-печати металлом позволяют печатать материал, что создает возможности для 3D-печати таких предметов, как формы для литья под давлением. Компания EOS Industrial AM производит ряд порошков инструментальной стали для 3D-печати, в том числе мартенситностареющую и инструментальную сталь 1.2709.

Инконель

Такие процессы, как DMLS и SLM, могут использоваться для печати инструментов из никелевых сплавов Inconel. Инконель устойчив к высоким температурам, что делает его пригодным для применения в различных инструментах, включая формование и экструзию.

Композиты

Такие композиты, как нейлон, армированный углеродным волокном или PEEK, могут служить заменой высокопрочных металлов при изготовлении инструментов для 3D-печати, таких как приспособления и приспособления.

Инженерные термопласты

Компания по 3D-печати Stratasys рекомендует изготавливать определенные приспособления и приспособления из высокопроизводительных материалов FDM, таких как TPU, армированный нейлон или ASA.

О admin

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Check Also

Как размер и направление зерна влияют на детали из листового металла

Как размер и направление зерна влияют на детали из листового металла

Изготовление листового металла, практика преобразования плоских металлических деталей в новые формы, является практичным и недорогим решением для изготовления таких деталей, как кронштейны, ...