Productie revolutioneren: Injectiegieten trifft 3D-printen voor complexe onderdelen

Als we praten over kunststofproducten, is de meest voorkomende productiemethode injectiegieten, wat de grote meerderheid van de kunststofonderdelen die we elke dag gebruiken dekt. Zoals de namen suggereren, produceren injectegegoten onderdelen ingewikkelde, complexe objecten door kunststof in gietvormen te depositeren totdat het materiaal uithardt in de gewenste vorm. Het produceren van gietvormen zou normaal CNC-bewerking vereisen van diverse metalen zoals aluminium of staal.

Echter, steeds meer bedrijven kiezen voor 3D-geprinte injectiegietvormen in plaats van die welke subtractieve productiemethoden gebruiken. Hier zijn enkele redenen waarom:

Goedkopere Gietvormen & Snellere Productie

Een van de issues met traditioneel injectiegieten is dat gietvormen duur kunnen zijn om te maken. Deze gietvormen zouden een massive investering kunnen vereisen die zo groot kan zijn als $3.000 tot meer dan $100.000 (afhankelijk van de complexiteit van de gietvorm of het gebruikte materiaal). In eerlijkheid, deze leveren vaak een groot aantal objecten op bij hoge-volume productiesnelheden. De gietvormen zouden ook redelijk lang mee gaan. Toch kunnen dit massive bedragen zijn om te betalen, vergeleken met hun 3D-geprinte tegenhangers.

3D-geprinte injectiegietvormen, vooral die ontwikkeld met SLA of Material Jetting, kunnen de nauwkeurigheid van CNC-gebeurde gietvormen ruwweg matchen tegen een veel lagere prijs. Ze kunnen ook veel snellere doorlooptijden voor producten, prototypes en testen toelaten. Niet alleen dat, maar ze laten bedrijven ook gietvormen in-house produceren en testen, met een verhoogd niveau van controle over het eindproduct.

Schakelfabrikant Berker vond deze voordelen cruciaal in hun operaties. Met een Objet30 Pro, wilden ze productietijden verminderen van 28 dagen naar 3, terwijl de kosten daalden van $22K naar USD 3K.

"Deze nieuwe flexibiliteit stelt ons in staat om twee of drie verschillende oplossingen tegelijkertijd uit te proberen om het beste resultaat te krijgen," zegt Andreas Krause, Hoofd Technische Afdeling & Productie bij Berker. "De bevestigde kwaliteit van onze producten geproduceerd met deze functionele prototypes heeft onze R&D-processen versneld."

Laag-volume Productie

Zoals eerder vermeld, hoewel 3D-geprinte gietvormen geweldig zijn voor prijs en snelheid, zijn ze niet al te toepasbaar op groot-volume productie. Dit is omdat geprint kunststof gietvormen niet zo goed zijn in het weerstaan van slijtage en dus niet zo lang meegaan. Echter, dit is geen massive nadeel omdat dit het heeft toegestaan een niche te ontwikkelen in het domein van laag-volume productie. Prototype injectiegietvormen gecreëerd met 3D-printen waren nooit bedoeld om vervangende te zijn voor zachte of harde tooling in middelhoog en hoog-volume productie, maar ze zijn bedoeld om de kloof te vullen tussen zachte tool gietvormen en 3D-geprinte prototypes.

Met het gebruik van moderne temperatuurbestendige 3D-printmaterialen en de ontwerpvrijdie 3D-printen toelaat, zijn 3D-geprinte gietvormen een levensvatbare optie geworden voor het fabriceren van laag-aantal injectiegietstempels. Deze gietvormen zijn best geschikt voor snellere doorlooptijden (1-2 weken tegenover 5-7 weken). Voor bepaalde producten zoals elektrische componenten of sanitaire apparatuur, is het winstgevender om kleinere runs te hebben dan in massaproductie te springen.

Deze runs kunnen opereren met productiehoeveelheden zo laag als 50 – 100 onderdelen. Ze zijn ook geweldig voor redelijk kleine onderdelen, d.w.z. minder dan 150 mm. Hoewel de runs klein lijken, verminderen ze de opstartkosten voor injectiegieten drastisch, waardoor bedrijven in de middelgrote productieniveau kunnen produceren.

Onderdeelcomplexiteit Verbeteren

Er zijn twee typen geprinte injectiegietvormen: Gietvorminleggen ontwikkeld in aluminium frames en die ontwikkeld als zelfstandige stukken, volledig 3D-geprint. In termen van kwaliteit, hebben 3D-geprinte gietvormen zonder frames quite a bit te bieden. Dit komt door hun basisconstructie, aangezien ze allerlei details toelaten wanneer ze niet vertrouwen op deze traditionele aluminium behuizingen.

Zonder het gebruik van de aluminium frame, moet de printer misschien meer materiaal en tijd gebruiken, maar het zal ervoor zorgen dat kleinere details zoals ingewikkelde koelkanalen. Het hogere detailniveau dat deze gietvormen toelaten kan cruciaal zijn om al de kleine functionele componenten en gaten toe te voegen die bepaalde producten nodig hebben. Bedrijven zoals Grundfos, die pompsystemen produceren, vonden dat dit de beste manier was om kleine details in het gegoten object te krijgen terwijl een uitstekende oppervlakteafwerking gehandhaafd werd.

Dit is nog indrukwekkender overwegend hoe injectiegieten al een van de meest complexe onderdelen en beste afwerkingen op de markt biedt. Echter, het eindproduct is alleen zo goed als de gietvorm waar het gemaakt is, en dus duwen deze details de envelop nog verder.

Als je geïnteresseerd bent in het leren over alle mogelijkheden die moderne productie biedt zoals 3D-printen, CNC-bewerking of een heleboel andere technologieën, zorg ervoor dat je kijkt op rapiddirect.com voor meer informatie of handige on-demand diensten.