De Juiste Mal Kiezen: Aluminium vs Staal vs 3D-geprint Voor Spruitgieten

Geplaatst op 18 januari 2020 | Door Candy, WayKen Project Manager

Als uw creatieve productieleverancier zijn we toegewijd aan het produceren van kosteneffectieve kunststof spruitgietmalen, gegoten onderdelen voor elke klant. Ook verbeteren we continu onze processen van de aluminiummal om een hoge-waarde ervaring voor u te bieden.

Ongeveer 80% van de kunststofonderdelen wordt geproduceerd met kunststof spruitgieten. Lange tijd werd spruitgieten beschouwd als een puur massaproductieproces. Met de innovatie van industriële technieken is snelle spruitgieting niet de enige manier van malontwikkeling. CNC-bewerkingscentra hebben de malbewerkingstijd aanzienlijk verkort. CAD/CAM/CAE-systemen hebben ontwerp- en verificatiektijden verminderd. Daarnaast zijn nieuwe maltypen ontstaan. Aluminium spruitgietmal en 3D-geprinte mal concurreren met gehard staalmal voor de productiemarkt. Maar wat is het verschil tussen hen? Welke mal zal uw product efficiënter kunnen maken?

Natuurlijk wilt u dat uw prototype sneller wordt geproduceerd, tegen een goedkopere prijs, en dat ze er zo goed mogelijk uitzien. Laten we aluminium, staal en 3D-geprinte spruitgietmalen vergelijken en bepalen welke nuttiger is in welke situatie.

1. Doorlooptijd

Doorlooptijd is het interval tussen de start van malontwikkeling en wanneer het klaar is om onderdelen te produceren. De ontwerpmethoden en berekeningen voor de drie maltypen zijn praktisch verschillend, maar de productiefase is waar de significante veranderingen plaatsvinden.

Aluminium spruitgietmalen worden vervaardigd uit aluminiumblokken door gebruik te maken van CNC-bewerking en afwerkingsoperaties. In sommige gevallen is aanvullende Electrical Discharge Machining (EDM) vereist in gevallen waar kaviteiten scherpe hoeken moeten hebben die niet door frezen te bereiken zijn. Over het algemeen is de verwerking voornamelijk mechanisch, geen thermische verwerking nodig en bijna geen gespecialiseerde tooling vereist. Een gemiddelde aluminiumkaviteit wordt in 10-15 dagen gemaakt.

Stalen malen worden op een vergelijkbare manier gemaakt, maar met een paar verschillen. Ten eerste is het materiaal veel harder en duurt het veel langer om te bewerken, slijt snijgereedschappen en vereist gespecialiseerde tooling. Ten tweede zijn een aantal thermische verwerkingsoperaties vereist om de malllevensduur te vergroten. Al dat neemt tijd in beslag. Als resultaat duren stalen spruitgietmalen 2-5 maanden om te voltooien.

3D-geprinte malen worden gecreëerd met metaalsinterende additieve productieprocessen. Veel fijn metaalpoeder wordt laag voor laag gesinterd om de kaviteit van een spruitgietmal te vormen. Het grootste voordeel van dit proces is dat het praktisch geen productievoorbereiding en geen tooling vereist. De gemiddelde tijd om zo'n mal te maken is slechts 2-3 dagen.

2. Robuustheid

Robuustheid is eigenlijk het aantal onderdelen dat een mal kan produceren voordat het te versleten is. Een belangrijke parameter om te overwegen als u een batch producten produceert.

Stalen spruitgietmalen zijn gehard met warmtebehandeling en specifiek ontworpen om te duren. Ze hebben een minimum aan verbindingen en zijn gemaakt van het meest duurzame staal. Daarom duren ze voor miljoenen onderdelen.

Aluminiumtooling is gemaakt van een zachter materiaal, echter, sommige aluminiumlegeringen hebben een uitstekende sterkte. Dit maakt de malen bestand tegen maximaal 5.000 onderdelen in een batch. Het gemiddelde is 100-2000 onderdelen.

3D-geprinte malen zijn de slechtste als we hun robuustheid overwegen. De gesinterde kaviteit heeft veel problemen. Het is porieus en niet zo sterk als die gemaakt van massive blokken. Op dit moment kan de 3D-geprinte kaviteit 50 tot 200 onderdelen in een batch weerstaan.

Krijg vandaag nog een competitief aluminiummal offerte

3. Productietijd

Wanneer een product als batch geproduceerd moet worden, wordt productietijd per onderdeel een belangrijke factor. Met productietijd bedoel ik de periode tussen de injectie van het vloeibare polymer en het ejecteren van het eindonderdeel. Deze factor verschilt afhankelijk van het malmateriaal, injectiedruk en temperatuur.

Stalen malen kunnen de hoogste injectiedruk en temperatuur weerstaan en daarom kan het productieproces slechts 5-10 seconden duren.

Aluminium spruitgietmalen zijn niet zo sterk, dus de druk en temperatuur voor hen zijn 20-30% lager dan voor staalgieten. De productietijd is 44-70 seconden, wat aanzienlijk is wanneer we beginnen te praten over duizenden onderdelen.

3D-geprinte malen presteren nog slechter onder hoge temperatuur en druk. Dus ze nemen de meest tijd om een onderdeel te produceren, namelijk 150-250 seconden.

4. Onderdelprecisie En Oppervlakteafwerking

Onderdeelkwaliteit is een van de belangrijkste factoren. Tenslotte zal dit onderdeel dienen als element van een groter mechanisme en kan worden gepresenteerd aan toekomstige investeerders. Het onderdeel moet professioneel ogend zijn.

Staal en Aluminium spruitgietmalprecisie is vergelijkbaar en hangt alleen af van de mogelijkheden van bewerking en polijsten. 3D-geprinte malprecisie wordt echter bepaald door de additieve productieprocessen. AM omvat het smelten en afkoelen van het materiaal en de warmtevervorming verlaagt de precisie aanzienlijk. Moderne technologieën kunnen staal- en aluminiumkaviteiten produceren met een tolerantie tot IT6 en 3D-geprinte malen met een tolerantie tot IT9.

5. Flexibiliteit

Flexibiliteit is belangrijk voor pre-productieprototypes wanneer u net test hoe uw eindproduct eruit zal zien en opereren. Na de initiële prototype van sommige materialen gemaakt te hebben, wilt u de materialen testen die u oorspronkelijk voor het product gekozen heeft en u wilt het productieprogramma testen. Meestal zult u sommige problemen tegenkomen, die u zullen dwingen uw ontwerp te wijzigen. Bijvoorbeeld, tijdens de bedieningstests werd een fout gevonden of het gietproces leidde tot een porieus onderdeel. Dat is het moment dat u het ontwerp wilt wijzigen en daarmee de mal. Verschillende malmaterialen hebben verschillende flexibiliteit.

Stalen malen worden gehard door warmtebehandeling. Dit wordt meestal gedaan nadat alle essentiële delen zijn bewerkt en er slechts een kleine laag materiaal is om te slijpen. Als u sommige kenmerken wilt wijzigen, kan het moeilijk zijn omdat de hardheid van de kaviteit zeer hoog is.

Aluminiummalen zijn gemaakt van een zachter materiaal en hun kaviteit wordt vaak als een apart onderdeel geproduceerd dat in de malbasis geïnstalleerd wordt. Daarom is het veel makkelijker om de kaviteit te verwijderen en aanpassingen te maken.

3D-geprinte malen zijn moeilijk te wijzigen omdat het bewerken van een deel van de kaviteit inhoudt en de oppervlakteafwerking niet uniform zal zijn omdat bewerking een betere oppervlakteafwerking oplevert. Het is makkelijker om de mal volledig opnieuw te produceren, wat niet te veel tijd kost, maar wel extra kosten met zich meebrengt die ongewild zijn in prototyping en pre-productiebatchtests.

Aangepaste Fabricage Van Aluminiummal

Bij WayKen hebben we meer dan 20 jaar ervaring in het bouwen van aluminiummalen. We bieden one-stop diensten van prototype tot productie. Als uw ISO 9001:2005 gecertificeerde mallieverant, zijn we toegewijd aan de fabricage van kosteneffectieve kunststof spruitgietmalen, gegoten onderdelen, en blijven de toolingprocessen verbeteren om lagere kosten, hoogwaardige onderdelen voor onze klanten te bieden. Samenwerken met ons, we maken uw projecten een groot succes van begin tot eind.