De beste handleidingen om een ​​plastic prototype te maken

We kunnen ons de moderne industrie niet voorstellen zonder plastics. Moderne polymeren van industriële kwaliteit zijn eenvoudig te vervaardigen en te verwerken. Ze hebben een aanzienlijke sterkte, een grote corrosieweerstand en vooral een zeer laag gewicht in vergelijking met alle soorten metaal. Dat is wat ze zo populair maakt onder industriële ontwerpers. Vanwege die populariteit zijn de technieken voor plastic prototyping de laatste decennia in opkomst. Eens kijken wat ze ons nu kunnen bieden.

Plastic prototyping vandaag

Kunststofproductie is lange tijd het domein van massaproductie geweest. Je moest een spuitgietmatrijs hebben en de werktuigmachine die plastic in de mal injecteerde. Het hele systeem was erg duur en elke vorm van verandering in het ontwerp van zo'n systeem is erg duur. Dit is de reden waarom metaal lange tijd het belangrijkste materiaal voor prototypes is geweest, vooral sinds de snelle ontwikkeling van digitale systemen en bijgevolg computergestuurde numerieke besturingsmachines. Dat veranderde echter met de komst van rapid prototyping-processen.

De ontwikkeling van Rapid Plastic Prototyping

De eerste daarvan waren vacuüm-siliconengiettechnieken, die harde gereedschappen vervingen door zachte. Siliconen mallen zijn veel goedkoper en gemakkelijker te maken.

De volgende veranderingen werden gebracht door de innovatieve additieve productieprocessen waarvoor helemaal geen blanco's of gereedschappen nodig waren. Afgezien daarvan bieden ze ongeëvenaarde ontwerpvrijheid.

Ten slotte maakten CNC-bewerkingsprocessen de mogelijkheid van snel kunststof spuitgieten mogelijk. Verwisselbare aluminium mallen die een betere produceerbaarheid hebben in vergelijking met instrumentaal staal, kunnen de doorlooptijd van het gereedschap tot 60% verkorten. Bovendien is het vervangen van de holte van een aluminium mal veel gemakkelijker dan die van warmtebehandeld staal.

De voordelen van het implementeren van Rapid Plastic Prototyping

• Kosten plastic prototype. Kunststof materialen hebben doorgaans een lage smelttemperatuur, zijn goed onderhoudbaar en zijn over het algemeen gemakkelijk te verwerken. Dit maakt de productie van plastic prototypes vrij goedkoop. Als je geen groot budget hebt, kun je in principe wat siliconen kopen, het over een mastermodel gieten (handmatig gemaakt als je wilt), wachten en de onderdelen thuis gieten.
• Duurzaamheid . Kunststof materialen hebben een grote duurzaamheid. Ze hebben een goede stabiliteit, vermoeiingssterkte en wrijvingseigenschappen. U moet echter proberen ze te beschermen tegen UV-licht en lage temperaturen, aangezien sommige polymeren onder dergelijke omstandigheden broos worden.
• Betrouwbaarheid . Plastic Prototyping-processen zijn goed ontwikkeld. Er zijn veel professionele spuitgietdiensten die dergelijke technieken elke dag gebruiken. Als je twijfelt over de keuze van de beste methode en de manier om deze uit te voeren, kun je altijd overleggen met de professionals.
• Recyclebaarheid . Het tijdperk waarin plasticvervuiling het grootste ecologische probleem was, is voorbij. Moderne industriële kunststoffen zijn ontworpen om recyclebaar te zijn, hun productie zonder grote schadelijke afvalstoffen.
• Doorlooptijd . Moderne rapid prototyping-processen zijn perfect voor het vervaardigen van kleine batches van plastic onderdelen. In sommige gevallen kunt u uw prototype binnen één week verkrijgen door te bestellen bij de spuitgietservice. Dat komt allemaal door het feit dat plastic prototyping heel weinig nabewerking vereist.

Waar plastic prototypes kunnen helpen

Plastic prototype-onderdelen worden niet alleen gebruikt om keukengerei en huishoudelijke apparaten te maken. Ze hebben veel meer toepassingen. Veel medische producten zijn bijvoorbeeld gemaakt van plastic, omdat sommige polymeren goed te combineren zijn met menselijk weefsel en erg licht van gewicht zijn. Transparante kunststof onderdelen worden veel gebruikt in autoverlichting. Ze zijn minder bros dan glas. Veel kunststoffen zorgen voor goede isolatie of warmte-isolerende onderdelen, dus als het product een aantal oppervlakken heeft die worden verwarmd of onder hoogspanning staan, zorgen plastic handgrepen en behuizingen voor de veiligheid van de gebruiker. Vanwege hun goede wrijvingseigenschappen worden sommige polymeren gebruikt om goedkope en efficiënte lagers te vervaardigen.

De top 4 soorten snelle plastic prototyping-opties

Met de snelle ontwikkelingen in de maakindustrie, gieten, 3D-printen, spuitgieten en CNC-bewerkingen. Deze technologieën, die gebaseerd zijn op snelle, op 3D CAD gebaseerde prototypingtools, zijn op grote schaal gebruikt in plastic onderdelen.

1.Giettechnieken voor de fabricage van plastic prototypes

Siliconengieten is een geweldig proces voor het vervaardigen van prototypes van plastic in kleine hoeveelheden, omdat er een mastermodel (een monster) voor nodig is om de mallen te maken. Meestal hang je het mastermodel boven een lege tank. Vervolgens voeg je enkele technologische elementen (meestal ook plastic) toe aan het model, zoals het kanaal om plastic in te gieten, ventilatie enzovoort. Daarna giet je vloeibare siliconen in de tank, wacht tot het stevig is en hardt het soms uit in de oven. Je splitst de mal in tweeën en hij is klaar om tot 25 plastic onderdelen te produceren. Er zijn geen kapitaalinvesteringen nodig

2. Hoe 3D-printen te gebruiken voor plastic prototyping

Additive manufacturing of zoals het vaak wordt genoemd 3D-printen is een relatief innovatief proces van het vervaardigen van verschillende onderdelen. Wat 3D-printen definieert, is de verandering van massa. De blanco is meestal groter dan het laatste deel. Voor de AM is dat echter totaal anders. Het blanco deel is poeder of een dunne draad. Het wordt laag voor laag op de basisplaat van de printer aangebracht en wordt gesinterd of uitgehard om de huidige doorsnede van het onderdeel te kopiëren. Vanaf haar uitvinding in de jaren 80 heeft AM een grote stap gemaakt. De precisie, oppervlakteafwerking, materiaalkeuze en doorlooptijd van additief vervaardigd.

Selectief laser sinteren (SLS)

Selectief lasersinteren is het eerste proces van de vele additieve fabricagetechnieken die worden gebruikt voor snelle kunststofprototyping. Het is het meest universele type additiefproces dat voor vrijwel elk type materiaal kan worden gebruikt. Daaronder vallen natuurlijk plastics. Ze vereisen niet veel laservermogen om aan elkaar te worden gesinterd en het belangrijkste voordeel van het verspreiden van poeder over de grondplaat is dat het dient als een ondersteuningsstructuur voor overhangende elementen tot op zekere hoogte.

Fused Deposition Modelling (FDM)

FDM is het goedkoopste en gemakkelijkste additieve proces dat beschikbaar is om plastic prototypes te vervaardigen. Veel hobbyisten maken thuis FDM 3D-printers. FDM gebruikt grondstof in de vorm van een plastic draad die vloeibaar wordt gemaakt en op de plaat wordt neergezet in de vorm van de huidige doorsnede van het onderdeel. Overhangende constructies worden ondersteund door een ander materiaal te gebruiken - een brozer soort plastic dat gemakkelijk kan worden verwijderd. Over het algemeen is FDM het goedkoopste proces dat de slechtste oppervlakteafwerking en kwaliteit oplevert en meer nabewerking vereist als esthetiek belangrijk is.

Stereolithografie (SLA)

SLA wordt beschouwd als de vader van alle 3D-printprocessen. Het is ook het proces met de beste onderdeelkwaliteit. De oppervlakteafwerking is bijna perfect en de precisie wordt alleen beperkt door de diameter van het UV-/laserlicht. Het proces wordt veel gebruikt om mastermodellen te vervaardigen voor toekomstig gieten en prototypes waar het esthetiek betreft. SLA is echter het duurste proces omdat het vloeibare polymeer erg duur is en je er een aanzienlijke hoeveelheid van in de tank moet gieten. een ander probleem met SLA zijn de ondersteunende structuren. Ze kunnen alleen met het modelmateriaal worden vervaardigd en moeten mechanisch worden verwijderd. Dat kan vlekken achterlaten op het oppervlak dat moet worden nabewerkt.

Multijet printen (MJP)

Multijet-printen is een van de populaire keuzes voor prototypes gemaakt van plastic, omdat het veel van de voordelen heeft die FDM biedt en enkele nadelen van het SLA-proces mist. Het punt van MJP is het smelten van het ruwe plastic tot druppeltjes en deze in de gewenste contour uit de nozzle van de printer laten komen. Het voordeel van MJP is dat de kwaliteit van de onderdelen vergelijkbaar is met SLA, maar je hoeft niet een hele tank met vloeibaar polymeer te vullen en te bedenken wat je met de rest gaat doen. MJP is ook het enige veelkleurige proces van de genoemde.

Nabewerking van 3D-geprinte prototypes

Ondanks de prestaties op het gebied van Additive Manufacturing, hebben de plastic onderdelen in veel gevallen een soort nabewerking nodig. De meest voorkomende methoden zijn onder meer machinale bewerking, polijsten en chemische processen. De eerste techniek is vrij eenvoudig. Je installeert het gefabriceerde onderdeel in een werktuigmachine en bewerkt het met een frees. Polijsten is een bekend proces bij een put. Het maakt gebruik van een speciale pasta en een polijstinstrument om de perfecte oppervlakteafwerking te krijgen. De chemische processen omvatten het verwerken en coaten van aceton. De eerste daarvan gebruikt gasvormige aceton om het oppervlak van het onderdeel te smelten en gladder te maken. Het proces is zeer efficiënt maar geschikt voor een beperkt aantal polymeren. De coating is universeler. Je bedekt het onderdeel eigenlijk met verf of een ander element om de oppervlaktekwaliteit te verbeteren.

3. Hoe maak je een plastic prototype met snel spuitgieten

Snel kunststof spuitgieten is een variatie op de conventionele technologie voor het vervaardigen van spuitgietmatrijzen. Het belangrijkste verschil zit in de details. Snelle mallen hebben bijvoorbeeld meer voegen. De holte van de mal is verbonden met de basis. Dus als u het ontwerp moet wijzigen, kunt u gewoon de holte verwijderen en deze wijzigen zonder andere elementen te wijzigen. Dit verlaagt de nauwkeurigheid maar verhoogt de flexibiliteit. Daarnaast worden in plaats van gehard staal, dat geschikt is voor miljoenen iteraties, aluminiumlegeringen gebruikt. Ze zijn weliswaar minder duurzaam, maar hun maakbaarheid is tot 5 keer beter. Alle aanpassingen maken het mogelijk om zelfs voor prototypes kunststof spuitgieten te gebruiken. Het is echter raadzaam om het te gebruiken voor werken van de hoogste kwaliteit, aangezien het proces nog steeds vrij duur is.

4. Bij gebruik van CNC-bewerking om plastic onderdelen te maken

Als het gaat om bewerkte plastic en metalen componenten, gebruiken veel fabrikanten van plastic prototypes CNC-bewerking voor vorm-, pasvorm- en functionele testen van plastic onderdelen, vanwege de voordelen op het gebied van prototyping. Met de verbetering van de materiaalkeuze van productiekwaliteit die machinale bewerking met zich meebrengt, gebruiken we bij Wayken CNC-prototyping om plastic prototypes en metalen onderdelen te maken, waardoor uw ontwerpteam het uiterlijk en de functie van het eindproduct nauwkeurig kan simuleren en tegelijkertijd de validiteit van assemblagewerk weerspiegelt, en geef de geldige tijd en ruimte om het ontwerp aan te passen en te optimaliseren.

De toekomst van de Rapid Plastic Prototyping-technologie

In de toekomst voorspelt de meerderheid van de professionals dat additive manufacturing een nog groter deel van de prototypingmarkt zal innemen. Het is tenslotte perfect voor de zaak. Als er wat meer ontwikkelingen worden gemaakt om de afdruksnelheid en onderdeelkwaliteit te verhogen. Porositeit is ook een actueel thema. Er wordt veel onderzoek gedaan om de onvolkomenheden van 3D-printen te verhelpen en het is waarschijnlijk dat AM de perfecte keuze zal zijn voor plastic prototyping in het komende decennium als er geen ander innovatief proces wordt uitgevonden. Wilt u meer informatie, vindt u onze mogelijkheden voor het bewerken van kunststof.