A 3D nyomtatott öntőformák létrehozása

Bevezető

Az öntőformák nagyszerűek a tömeggyártáshoz, a tervek szabványosításához és a repertoár bővítéséhez. Először is meg kell különböztetnünk a tárgykészítés két típusát, hogy szemléltethessük, hogy a 3D-s öntőformák nyomtatása miben különbözik a szokásos 3D-s nyomtatási projektektől. A fő különbség abban rejlik, hogy hogyan jutunk el a végső tárgyhoz.

A hagyományos 3D nyomtatás során maga a nyomtató az eszköz a célhoz - amint a nyomtató leáll, és az anyag lehűl, megvan a végtermék. A szabványos 3D nyomtatási folyamat additív, ami azt jelenti, hogy nyomtatás közben építi fel az alakját. Az elképzelésed helyére kerül, miközben az anyag extrudálódik, és így véglegesedik, amint elkészültél.

Az öntőformákhoz egy plusz lépésre van szükség. Először is ki kell nyomtatni egy edényt, amely a végleges terved inverze; majd ezt az edényt megtöltöd a végleges gyártási anyaggal, hagyod kikeményedni, majd kinyitod a formát, hogy felfedd a végleges tárgyadat. Ezeket az általános lépéseket additív gyártásnak nevezik, és egy kicsit több munkát igényelnek, mint a szokásos 3D nyomtatási projektek.

Miért nyomtassuk öntőformákat?

A 3D nyomtatási öntőformák bárki számára elérhetőek, aki ki akarja próbálni, de különösen hasznos, ha a következő konkrét szempontokat szeretnéd kihozni a 3D nyomtatásból:

• Egyszerre több példány nyomtatása: Ha frusztrál, hogy a hagyományos 3D nyomtatással egyszerre csak egy tárgyat lehet létrehozni, a 3D nyomtatott öntőformák óriási segítséget jelentenek. Csak egy formát kell létrehozni, és ha az egyszer kész, akkor sorozatban, tételekben készítheted a tárgyakat, ami felgyorsítja a gyártási folyamatokat.
• Pontos másolatok: Ha következetes másolásra van szüksége tömeges méretben, a 3D nyomtatási öntőformák azonosak maradnak, anélkül, hogy a tételek között újra kellene kalibrálni. Maguk a 3D nyomtatók másodpercről másodpercre megbízhatóbbá válnak, mivel mind a szoftver-, mind a hardverfrissítések folyamatosan használják a legújabb módokat az egymással való kommunikációra. Ezen felül, ha 3D nyomtatással készítesz el egy formát, akkor csak egyszer kell aggódni a tervezési részletek miatt. Ezután a sablonodat csak akkor kell módosítani, ha szándékosan akarsz valamit megváltoztatni, nem pedig azért, mert a változó nyomtatási körülmények miatt kell kompenzálnod.

Amire szükségde van

A 3D nyomtatott öntőformákat azért olyan egyszerű készíteni, mert nem igényel hosszú listát a speciális berendezésekből, még akkor sem, ha már túljutottál a kezdő szakaszon. Ennek ellenére van pár fontos részfolyamat, amiket nem szabad elhanyagolni:

• 3D nyomtató igénybevétele: Ez lesz a legnagyobb akadály, ha még nem rendelkezik ilyennel. Ez esetben érdemes lehet egy 3D nyomtatással foglalkozó céget felbérelni az öntőformák elkészítésére.
• Tervezőszoftver: Akárcsak a 3D nyomtatók esetében, a 3D nyomtatott formák életre keltéséhez szükséges tervezőeszközök megtalálásakor is rengeteg opció áll rendelkezésre. Az interneten számos ingyenes AutoCAD-egyenértékes van, valamint rengeteg olyan program, amelyekért fizethetsz vagy előfizethetsz. Mindegyik lehetővé teszi, hogy bármilyen specifikációjú öntőformát tervezz, azonban ha úgy érzed, hogy segítségre van szükséged, vagy esetleg ki akarod szervezni az egész folyamatot, úgy megint csak igénybeveheted a 3D nyomtatási szolgáltatásokat.
• Nagy hőállóságú, merevségű és részletességű 3D nyomtatási filament: A 3D nyomtatott öntőforma sok hőmérsékletváltozásnak és manipulációnak lesz kitéve, hogy a végső tárgyak létrejöjjenek és felszabaduljanak, ezért fontos, hogy magát az öntőformát olyan anyagból nyomtatjuk, ami ezt hosszútávon képes elviselni. A digitális ABS a szabványosabb akrilnitril-butadién-sztirol egy változata, és nagyszerű filamentum az öntőformák elkészítéséhez. Jobb ütésállósági értékkel büszkélkedhet a nagy igénybevételt jelentő alkatrészekhez, anélkül, hogy az eredeti formula kiváló felülete és magas hőmérséklettel szembeni ellenállása csökkenne.
• Anyag a szerszámok kitöltéséhez: Itt bármit használhat, ami megolvad és megkeményedik a szerszám alakjában, például fémet vagy más hőre lágyuló műanyagokat. Ha teljesen kezdő a fröccsöntésben, akkor a szilikon használatát javasoljuk, mivel könnyű vele dolgozni, és mert a szilárdság és a rugalmasság keveréke miatt könnyen kivehető a formából.
• Formakiválasztás: Nem kell bioveszélyes ruhát viselned - ez csak egy spray, amellyel bevonod a formádat, mielőtt anyagot öntenél bele, hogy könnyebb legyen kiszedni, amikor megszárad, mint amikor megolajozol egy sütőlemezt, hogy a sütemények könnyebben lejöjjenek. Gondolj úgy a formaoldásra, mint egy főzősprayre a 3D nyomtatott formáidhoz. Olcsó és sokkal egyszerűbb, mint a viasz, vagy csak remélni, hogy semmi sem fog eltörni, amikor kiveszed.

Előnyök

Sok okot lefedtünk már, amiért a 3D nyomtatott öntőformák egyszerű módja annak, hogy költséghatékonyan kezdj bele a sorozatgyártásba és a fröccsöntésbe. Ezen felül számos további előnye is van a technikának:

• Nincs szükség speciális anyagokra
• Könnyen finomíthatod a terveidet
• Gyors átfutási idő
• Kis részletek és bonyolult geometriák is lehetségesek

Hátrányok

A 3D nyomtatási öntőformáknak van néhány hátulütője, amikre fontos figyelni, mielőtt belekezdünk a gyártásba:

• Nem alkalmasak nagy gyártási tételek előállítására
• A kísérletezés pazarlást igényel
• A formák elhasználódása

Tippek a sikerhez

Legyél tisztában a tervezéssel: Amikor a szerszámodat tervezed, ne feledd, hogy bizonyos jellemzők megkönnyítik - vagy megnehezítik - a folyamatot. Például a tervedben lévő derékszögek a feszültségtényezők miatt megnehezítik az adott területek kiszedését a formádból. Ha legalább két fokos huzatszögeket adsz hozzá, azok segíti a tárgyak kicsúszását. Emellett a tervezési pontossága a nyomtatónak is ki lesz szolgáltatva - ezért fontos, hogy megtaláld az igényeidhez legpontosabb gépet és anyagokat.

Építs be extra támogatást: Ha tudod, hogy a 3D nyomtatott formáidat több mint 20 vagy annál több sorozatban fogod használni, fontold meg az alumínium tartó rudak számára kialakított csatornák beépítését. Ez egy kiváló módja annak, hogy növeld a szerszám szilárdságát, különösen hosszú távú használat esetén. A körülbelül 0,05 mm-es, sekély szellőzőnyílások egy másik egyszerű kiegészítés a tervezéshez, amely lehetővé teszi, hogy a formázott anyag ki tudja engedni a levegőt, miközben öntik. Ezáltal kisebb lesz az esélye a légbuborékok kialakulásának az öntött tárgyon belül, és ez nagyobb szilárdságot jelent a kész projektben.

Használj alacsony rétegszámot: Állítsd be a legalacsonyabb rétegszámot, amit a 3D nyomtatás során a forma kinyomtatásakor megenged. Ez nagyban hozzájárul a 3D-nyomtatásban oly gyakran előforduló jellegzetes nyomtatási vonalak kisimításához. Ha ezeket a lehető legszorosabban egymás mellé helyezed, akkor a precíz öntéshez szükséges folyamatos felületet kapod.

Helyezd az összes egymáshoz illeszkedő felületet képpel felfelé: Ha a 3D nyomtatott öntőforma-tervezése során két olyan felületet kell összehozni, amelyeknek pontos helyeken kell találkozniuk, akkor könnyen biztosíthatod számukra ugyanazt a felületet, hogy egyformán jöjjenek ki.

Ha már majdnem meggyőződtél róla, de nem szeretnéd magad kipróbálni a 3D nyomtatású öntőformákat, rengeteg 3D nyomtatási szolgáltatás létezik, amelyek igény szerint elvégzik ezt helyetted.