3Dプリント金型による射出成形：新しい技術研究をダウンロード

フランスのプラスチックおよび複合材料産業技術センター（IPC）は、少量の射出成形における3Dプリント金型の有用性を評価するための研究を実施しました。私たちのレポートは、Formlabsソリューションで3D印刷された金型の製造手順と射出試験を文書化し、結果とベストプラクティスを強調しています。

なぜ3Dプリント射出成形金型なのか？

射出成形は、幾何学的または寸法公差が厳しいプラスチック部品を大量生産するための費用効果が高く、非常に再現性の高い技術です。ただし、従来の鋼製工具はコストが高いため、部品量が少ない場合は射出成形が困難になり、新製品の導入を妨げることがよくあります。 3D印刷された射出成形金型を使用すると、エンジニア、メーカー、および製品設計者は、コストを削減し、リードタイムを短縮し、より優れた製品を市場に投入できます。 3D印刷された射出成形金型は、最終用途の材料を使用して機能的なプロトタイプを設計したり、一連の同一の試作プロトタイプを製造したり、カスタムまたは限定された一連の最終用途部品を製造したりする場合に最適なオプションです。

詳細ガイドで射出成形コストの詳細を確認してください。

プラスチックおよび複合材料のリーダーであるIPCによる調査

IPCは産業技術センターであり、その専門知識はフランスのプラスチックと複合材料の革新に専念しています。 IPCは、すべての企業、特に中小企業をサポートするための新しい手段を開発しています。センターは、使用されるプロセスに関係なく、研究開発、イノベーション、テクノロジー、スキル移転の懸念について企業をサポートするために、ヨーロッパの科学的主要プレーヤーと緊密に連携しています。

IPCは、業界の主要な課題に取り組むために3つの技術移転プログラムを構築しました。サーキュラーエコノミー（DIS 30）、積層造形セクター（PRINTER）、インダストリー4.0、および高付加価値製品（HYPROD 2）のR＆D専門知識を提供することにより、企業をサポートします。 IPCチームは、調査の実施、プロトコルの確立、実現可能性、技術移転により、業界やメーカーがイノベーションを推進するのを支援します。

最近、IPCは、3Dプリントされた金型を使用した射出成形の実行可能性を評価するための研究プロジェクトを実施しました。レポートでは、調査結果の一部、特にFormlabs3Dプリンターに関する調査結果を要約しています。

調査の詳細とベンチマークのジオメトリ

IPC研究プロジェクトは、3つのフェーズに分けられた2年間の技術研究で構成されていました。

1. 3D印刷技術の比較 ：最初の分類は、複数のメーカーの技術データから確立されました。熱データと機械データは、それぞれ熱たわみ温度（HDT）とヤング率によって評価されました。最も有望な3つの材料を選択するために、特定された各テクノロジーで重要な特性を強調できる4種類のベンチマークが製造されています。樹脂ベースの3D印刷ソリューションは、部品の高解像度と滑らかな表面のため、射出成形金型の最良の選択として選択されました。

全体として、検討したすべての3D印刷技術について、同様の範囲の寸法変化が測定されています。小さなフィーチャーの場合は±0.02mmから±0.05mmの間、大きな寸法の場合は±0.05mmから±0.2mmの間。機械加工された金属工具の標準精度は±0.02mmと予想されます。この精度は、パーティングラインでの良好なフィットを実現し、点滅を回避するために必要です。このレポートでは、IPCは3Dプリントされたポリマーツールのパーティングラインを最適化するための2つの方法を提案します。

ベンチマークジオメトリ。

2。材料の特性評価、設計、および3D印刷のガイドライン

3。注射試験 ：IPCは、異なる金型セットを使用して2つのテストを実行しました。最初の試行では、「拷問テスト」設計を使用し、Formlabs High TempResinで印刷された単一材料の金型を使用してほぼ100個のポリプロピレン部品を注入しました。 2回目の試行では、より挑戦的な「拷問テスト」設計を使用しましたが、今回は、Formlabs Rigid 10K Resinで印刷されたマルチマテリアルの金型、コア、インサート、およびSLSでPA12で印刷されたフレームを使用して数千のポリプロピレン部品を注入しました。

私たちのホワイトペーパーは、Formlabs3D印刷ソリューションで行われた研究の一部をカバーしています。特に、設計と製造の推奨事項、射出成形条件、および観察された結果。

結果

IPCは、少量の射出成形における3Dプリント金型の有用性を評価しました。 Formlabs Rigid 10K Resinで印刷されたモールドコアと、PA12で印刷されたソフトフレームを使用すると、何千もの部品にポリプロピレンを注入でき、金型のコストを80〜90％削減できます。

金属ダイに組み立てられたリジッド10Kレジンで印刷された金型で構成されたマルチマテリアル金型で射出された最終部品のテクスチャ。

デスクトップ3D印刷は、射出成形金型を迅速かつ低コストで製造するための強力なソリューションです。必要な機器は非常に限られており、CNCの時間と、その間に他の高価値のタスクに熟練したオペレーターを節約できます。実装、操作、保守が簡単なため、射出成形ワークフローにシームレスに統合できます。

製造業者は、社内の3D印刷の速度と柔軟性を利用して金型を作成し、それを工業用射出成形の生産力と組み合わせて、一般的な熱可塑性プラスチックから一連のユニットを数日で納品できます。

3D印刷のガイドラインや、金型の組み立てとプロセス条件に関する洞察など、技術調査の概要については、完全なレポートをダウンロードしてください。