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    3D 打印和注塑成型:繪制兩全其美的圖表
    來源 : 公開網絡
    作者 : 公開網絡
    時間 : 2021-11-03

    工業 3D 打印公司 Essentium 對 Collider 及其 Orchid 打印機技術的收購,以及北佛羅里達大學 (UNF) 教授 Steve Stagon 的 3D 打印模具專利提高了在尋求減少或消除成本高昂的工具的同時優化生產的標準執行更大批量的零件。

    在獲得 Collider 的技術后,Essentium 堅定地致力于通過數字光處理 (DLP) 實現可編程工具,該技術可在同一個構建室中打印出可溶解的薄光聚合物外殼并填充傳統的熱固性聚合物。

    “我們相信可編程工具和我們 Orchid 平臺的其他部件將有助于推動基于聚合物的 Additive 2.0 的革命,”位于德克薩斯州 Pflugerville 的 Essentium 光聚合物總監 Graham Bredemeyer 說。該技術生產“模仿注塑成型

    和數控加工等傳統技術的強度和表面質量的零件——但時間很短。” 

    技術加快了開發和生產的時間表

    就生產目標而言,Essentium 更愿意“考慮每天生產 50 到 1,000 個或更多零件所需的機器組的活動,”Bredemeyer 補充道。“我們認為這將我們客戶的開發和批量生產時間縮短數月甚至數年,尤其是在醫療、軍事和運輸領域。”

    3D 打印使復雜幾何形狀的設計和生產成為可能。

     

    Bredemeyer 解釋說,這種兩全其美的方法利用了 3D 打印和成型的核心優勢。

    “DLP 直接打印工藝生產的零件與所使用的樹脂一樣好。如今,光敏樹脂不如用于注塑成型或 CNC 加工零件的現成材料堅固。Collider 技術使用更廣泛的熱固性聚合物作為成品部件的基礎,因此不會受到這些限制。”

    工藝克服了 3D 打印塑料模具的挑戰

     

    同時,Stagon 的具有優化涂層和冷卻通道的印刷注塑模具的專利瞄準了一個想法,“相當多的團隊已經研究過”,他說 - 生產性能盡可能與金屬模具匹配的聚合物模具,以節省時間和錢。

     

    杰克遜維爾教授說,Stagon 的模具針對中小批量,以及幾何形狀略有不同的零件系列。“在這個領域,傳統模具不具有成本效益——小批量的資本投資太多。” 但是打印聚合物模具的嘗試遇到了幾個問題:

    • 模具熱撕裂并迅速失去邊緣和表面特征。“您只能在每個模具上取出少量零件,在更換工具和準備新的印刷工具時會消耗利潤,”Stagon 解釋說。
    • 冷卻不良意味著循環時間要長 10 到 100 倍,凝固和均勻性可能成為問題。“由于傳熱差異,全聚合物印刷模具的表現非常不同,我們的合作伙伴在流程上花費了太多時間來調整——再次削減利潤。”

    UNF教授的解決方案?創建一個過程,保留表面特征“超過少數零件并提高熱導率接近一個點,從而減少調整注射參數。在高運行生產中,金屬模具仍然是,并將永遠是,王者。我們的工作使小批量更接近鋁模具,并使工作流程更快,調整更少。”

    對于模具的涂層,Stagon 借鑒了傳統模具的技術。

     

    “我們將化學鍍和氣相沉積或‘濺射’結合起來,首先‘撞擊’模具表面,使其具有導電性。然后我們鍍上 1 到 50 微米的 eNi、NiP 或 CoP。這為我們提供了一個非常堅固的層,可以很好地導熱。在此之上,我們采用了經典的模具涂層,如 PTFE Ni 和化學鍍鎳硼。通過使表面光滑并具有良好的潤滑性和釋放性,我們能夠更長時間地保留厚結構涂層,并減輕聚合物和鍍層之間的附著力。”

    同時,3D 打印讓 Stagon 將冷卻通道靠近特征并將它們相對于內部模具特征定位。“憑借表面金屬涂層的強度,在某些情況下,當注射壓力保持較低時,我們能夠將厚度減少到一厘米或更小。我們正在努力為此獲得良好的溫度曲線數據,但在早期原型中,我們發現冷卻時間減少了兩倍。”

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