Hoe en wanneer plastic prototypes te vervaardigen

In bijna elk afzonderlijk geval van productontwikkeling, ongeacht voor welke branche het is, is prototyping een noodzakelijke fase die uiteindelijk zal bepalen of uw productie-inspanningen succesvol zullen zijn of niet. De opkomst van rapid prototyping heeft het zowel gemakkelijk als betaalbaar gemaakt om snel een plastic prototype te itereren. Er is echter een reeks productietechnologieën die in staat zijn om een ​​plastic prototype te produceren, en als u weet welke u moet gebruiken, wordt het hele productontwikkelingsproces geoptimaliseerd.

Laten we eens kijken hoe we een plastic prototype kunnen maken met 3D-printen, CNC-verspanen, spuitgieten en vacuümgieten. Hoewel elk zijn eigen voordelen biedt, zal het kennen van de innerlijke werking van de technologie, compatibele materialen en algemene toepassingen u helpen beslissen welke snelle fabricagetechniek het meest geschikt is voor uw plastic prototype.

Hoe maak je een plastic prototype met 3D-printen

Additive manufacturing - beter bekend als 3D-printen - is eigenlijk een algemene term die een handvol verschillende productietechnologieën omvat. De drie meest populaire opties voor het maken van plastic prototypes zijn Fused Deposition Modeling (FDM), Stereolithography (SLA) en Selectief laser sinteren (SLS) .

FDM 3D-printen maakt gebruik van een extrusieproces om plastic materiaal laag voor laag af te zetten totdat een object is gemaakt. Dit is de meest gebruikte vorm van 3D-printen en wordt bijna uitsluitend gebruikt door de makersgemeenschap en consumenten. FDM 3D-printers van industriële kwaliteit kunnen worden gebruikt om prototypes van kunststof te vervaardigen in hoge resolutie en sterkte, afhankelijk van het gebruikte materiaal.

Als je een kleurrijk prototype wilt maken dat niet veel van een mechanisch doel zal dienen, PLA (Polylactic Acid) is een bijzonder divers en betaalbaar materiaal. Het kan zelfs worden samengesmolten met hout- en metaalcomposieten om exotische filamenten op te roepen, en het kan ook worden gesplitst met mechanisch superieure materialen zoals koolstofvezel om de functionaliteit te verbeteren.

Maar op het industriële toneel bieden de meeste andere 3D-printmaterialen meer functionaliteit dan PLA. Bijvoorbeeld ABS is een oud materiaal dat wordt gebruikt om plastic prototypes te maken en is ideaal voor functionele prototypes die behoorlijk wat schokken, slijtage of hoge temperaturen zullen ondergaan. Dit materiaal wordt veel gebruikt in de auto- en ruimtevaartindustrie en is ook zeer geschikt voor elektronica, consumentengoederen en meer.

Nylon is een materiaal dat kan worden gebruikt bij zowel FDM als SLS 3D-printen en dat bekend staat als taai en flexibel. Het is perfect voor functionele prototypes, maar ook voor tandwielen en gereedschappen. Als je een plastic prototype nodig hebt dat rubberachtige flexibiliteit heeft, zijn TPE en TPU geweldige 3D-printmaterialen om te gebruiken. De rubberachtige eigenschappen van dit materiaal zijn gunstig bij het maken van plastic prototypes voor beschermende uitrusting, telefoonhoesjes en verschillende industriële componenten.

Andere FDM-materialen zijn onder meer PETG , een thermoplast die het meest wordt gebruikt om waterflessen te maken; en Polycarbonaat (PC) , een materiaal van industriële kwaliteit dat wordt gebruikt om plastic prototypes te produceren die zullen worden gebruikt voor technische toepassingen en in ruwe omgevingen.

In plaats van filament te gebruiken, maakt SLA 3D-printen gebruik van plastic harsmaterialen om plastic prototypes te maken. Het proces omvat een krachtige laser die het model stolt vanuit een vat met hars. Dit proces wordt veel gebruikt voor verschillende prototyping-doeleinden, vooral in de medische, tandheelkundige en consumptiegoederenruimte.

Ondertussen is met SLS-technologie het meest gebruikte materiaal Nylon (PA 11 of PA 12) . Omdat deze techniek een krachtige laser gebruikt om poeder samen te sinteren tot een 3D-model, is zowel het materiaal als de printkwaliteit superieur aan FDM. Plastic prototypes gemaakt via SLS 3D-printen zijn over het algemeen functioneler, hebben een hogere resolutie en kunnen flexibeler en duurzamer zijn dan FDM-prints.

Wanneer moet je 3D-printen gebruiken om een ​​plastic prototype te maken?

Welnu, de beste tijd om 3D-printen te gebruiken voor uw prototypingbehoeften, is wanneer u een klein volume heeft dat u zo snel mogelijk moet produceren. Additive manufacturing helpt ontwerpers en ingenieurs om de productontwikkelingstijd te verkorten, omdat ze hun plastic prototype snel kunnen herhalen en het ontwerp kunnen testen of wijzigen. Als u echter een grote batch plastic prototypes moet produceren of superieure mechanische eigenschappen nodig heeft dan 3D-printen, dan is er waarschijnlijk een snellere productietechniek die de voorkeur heeft voor u.

Hoe maak je een plastic prototype met CNC-bewerking

Een andere snelle en haalbare optie voor het maken van functionele plastic prototypes is met CNC-frezen. Deze technologie maakt gebruik van verschillende gereedschappen van verschillende afmetingen om een ​​3D-model uit een massief blok materiaal te snijden. Vergeleken met 3D-printen biedt CNC-bewerking meer mogelijkheden voor schroefdraad en ondersnijdingen, nauwe toleranties, beperkte afmetingen en meer oppervlakteafwerkingen. Afhankelijk van de complexiteit van het kunststof prototypemodel en de gebruikte fabricageservice, kan CNC-frezen ook extreem snelle doorlooptijden bieden. Leer meer over prototypes voor kunststofbewerking.

Hoewel het produceren van spuitgietgereedschap voor een klein aantal plastic prototypes over het algemeen te duur is, kunt u met CNC-bewerking de vorm, pasvorm en functie van spuitgegoten onderdelen testen zonder dat u spuitgietgereedschap hoeft te produceren. Er is een breed scala aan kunststoffen die 3ERP aanbiedt via onze CNC-bewerkingsservice, waaronder ABS, PC, PP, POM, PMMA (Acryl), HDPE, Teflon, PEEK en vele anderen. Om erachter te komen welk type materiaal ideaal is voor uw kunststof prototype, kunt u contact opnemen met ons team van experts voor meer informatie.

Wanneer moet je CNC-bewerking gebruiken om een ​​plastic prototype te maken?

Er zijn een handvol voordelen die CNC-bewerking biedt ten opzichte van 3D-printtechnologie, waaronder de mechanische kwaliteit en het beschikbare assortiment thermoplastische materialen. Onderdelen die CNC-gefreesd zijn, geven ook een verbeterde structurele integriteit aan plastic onderdelen, wat essentieel is bij het maken van functionele prototypen. Doorgaans wordt deze productiemethode gebruikt om kunststof prototypes te maken die onder dezelfde omstandigheden worden getest als spuitgietonderdelen.

Hoe maak je een plastic prototype met spuitgieten

Hoewel spuitgieten en rapid tooling soms worden gebruikt voor massaproductie, biedt het ook een snelle en betaalbare manier om plastic prototypes te produceren. Nadat een metalen matrijs is gemaakt, wordt kunststofhars in een verwarmd vat gestuurd, gemengd en met kracht in een metalen matrijs geïnjecteerd. Deze kunststof wordt snel afgekoeld tot een vast onderdeel, waardoor een kunststof prototype ontstaat met een hoogwaardige oppervlakteafwerking en betere mechanische eigenschappen dan bijvoorbeeld 3D-printen.

Enkele van de meest populaire kunststoffen die worden gebruikt voor spuitgieten, worden ook gebruikt bij 3D-printen en CNC-bewerkingen. Deze omvatten ABS, PC, Nylon, HIPS, PP en Polyethyleen.

Net zoals we beschreven met 3D-printen, ABS materiaal is geweldig voor plastic prototypes die slagvastheid, taaiheid en hittebestendigheid vereisen. Spuitgegoten PC is volledig uniek van de meeste andere thermoplasten, omdat het vervorming kan ondergaan zonder te barsten of te breken, en het meest geschikt is voor producten zoals brillenglazen, medische apparaten en auto-onderdelen.

Met spuitgieten, Nylon wordt gebruikt om plastic prototypes te produceren die de stabiliteit en weerstand tegen omgevingsfactoren zoals slijtage en chemicaliën bevorderen. Aan de andere kant, polyethyleen , dat wordt geleverd in de vorm van HDPE of LDPE, biedt een breed scala aan verschillende mechanische eigenschappen, waaronder een hoge mate van vervormbaarheid, treksterkte en weerstand tegen schokken en vochtopname.

Neem voor meer informatie over de kunststofmaterialen die 3ERP biedt voor spuitgieten contact op met ons team van experts!

Wanneer moet je spuitgieten gebruiken om een ​​plastic prototype te maken?

Spuitgieten blijft de meest populaire methode voor grootschalige productie en prototyping, en wordt veel gebruikt in veel industrieën, waaronder consumentenelektronica, huishoudelijke apparaten, medische apparaten, auto's en ruimtevaart.

Hoe maak je een plastic prototype met vacuümgieten

Vacuümgieten is een ander productiehulpmiddel dat kan worden gebruikt om plastic prototypes te produceren. Deze onderscheidende techniek wordt uitgevoerd in een proces van drie stappen, te beginnen met de productie van uw CAD-ontwerp tot een mastermodel, wat kan worden gedaan met 3D-printen of CNC-bewerking. Zodra de master mal is voltooid, worden op siliconen gebaseerde gietvormen ontwikkeld en gevuld met gietharsen in de holte van de mal. Wat betreft materialen, vacuümgieten is compatibel met een reeks materialen die variëren van ondoorzichtig tot transparant, evenals met vele kleuren.

Elke matrijs kan ongeveer 25 prototypes produceren en de doorlooptijd is gemiddeld twee weken. Al met al is het een snelle manier om uw ontwerp om te zetten in een plastic prototype, waardoor het ontwikkelingsproces dichter bij massaproductie komt.

Wanneer moet je vacuümgieten gebruiken om een ​​plastic prototype te maken?

Voor de productie van kunststofprototypes wordt vacuümgieten over het algemeen gebruikt voor kleine productieruns, vooral voor objecten zoals behuizingen of behuizingen. Deze techniek wordt ook gebruikt voor visuele modellen of prototypes die niet echt een mechanisch doel dienen. Bij 3ERP bieden we een breed scala aan kunststof materialen voor vacuümgieten.

Conclusie

Al met al is het vinden van de juiste productietechnologie en materiaal van cruciaal belang voor het succes van uw plastic prototype. Ons team bij 3ERP helpt u graag om het juiste proces voor u te vinden, dus neem vandaag nog contact met ons op voor meer informatie over onze snelle productieservices.