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新应用:3D打印机快速低价试制模具

文章来源:技术在线 作者:佚名 发布时间:2012年02月09日 点击数: 字号:
三维打印机。首先,利用耐热性和强度都很优良的PPSF材料制作了试制模具。但是,试制类似细刷的产品模具时,弹性材料的试制品不容易从模具上取下。原因是,在以PPSF材料可实现的最小积层厚度(0.254mm)范围内发生的模具表面段差,会使成形制品的表面产生巨大摩擦力。

  因此,该公司这次采用PC材料制作了模具。因为PC材料可以实现比PPSF更薄的0.127mm积层厚度。结果,弹性材料的试制品顺利地从磨具上取了下来(图2)。同时,PC材料无论在耐热性方面还是强度方面都无可挑剔。

  结果,该公司得出结论,“弹性材料的试制品几乎都可以利用PC材料模具来实现”(村冈真)(图3)。不过,正如本文开头介绍的那样,由于即使采用弹性材料,在需要更高耐热性和强度时,试制品还是会发生破损等情况,因而没有使用PC材料,而是使用了PPSF/PPSU材料的模具(图4)。

  

3D打印案例

  图2 以聚碳酸酯(PC)制作的试制模具:在细长突起(直径约1.5mm)密集排列的电刷试制方面,要求具有高脱模性。由于PC可以进行高精度(细小段差)造形,适于这种形状的试制模具。

  

3D打印案例

  图3 利用PC试制模具进行滚轮成形而制造的按摩器具:为了检验该产品(按摩器具)的使用感觉,接触用户肌肤的部分要使用和制成品相同的材质。因此,利用三维打印机制作出的试制模具进行滚轮成形,除此之外,部件直接利用三维打印机进行了试制。

  另外,在进行PA和聚丙烯(PP)材料的试制品成形时,该公司根据产品的材质而对试制品的制作方法和材质进行了调整(图5)。例如,因耐热性问题而要使用PPSF材料的模具等。如上所述,产品材质即使采用弹性材料,模具的材质基本上仍以PC材料为主,有时会根据需要而使用PPSF。产品材质为PA时,可用PC材料进行试制品直接造型而起到替代作用,所以,根据情况会分别采用射出成型和直接造型两种方式。

  

3D打印案例

  图4 破损的试制模具:射出压力大时,进行成形可能导致模具出现破损。AKAISHI公司为防止忘记这样的失败教训,保留了破损的试制模具。

  

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  图5 试制方法的区别使用:产品材质为ABS和PC时,将考虑是否使用以三维打印机直接造形的试制品。当需要PA、PP和弹性材料的试制品时,以三维打印机制造PPSF或者PC模具,进行射出成型。而材质为PA时,PC的直接造形也将成为选项之一。

  该公司为了进一步发挥三维打印机的优势,目前正在尝试对制作的模具表面进行电镀。这一措施也是为了解决积层造形永恒的课题——段差*2而导入的。如果通过电镀提高了脱模性,那么可用材料的种类将有望大幅增加。(*2 现在虽然对表面进行了简单打磨,但聚氨酯等对于模具段差的附着力很强,无法进行成型。)

  该公司不仅进行自家产品的试制,还开始从外部承揽设计和试制业务*3。所以,该公司希望充分利用三维打印机优势,不断增加试制模具等业务的订单数量。(*3 AKAISHI公司开展这项业务时,曾经新组建了称作Modeling group的部门。此外,该公司在官方网站之外,还另外推出了介绍Modeling业务的网站(URL:http://3dmodeling.jp/)。 )

  冲压加工也使用树脂模具

  通过三维打印机来制作射出成型使用的试制模具,可以提高试制工艺的效率。三维打印机原本就拥有多种方式,可用的材料也极为丰富。除了利用三维打印机进行试制品直接造型之外,如果考虑借助三维打印机

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