射出成形と3D印刷を組み合わせて、「不可能な」部品を作成します

プラスチック製品について言えば、最も一般的な製造方法は射出成形であり、私たちが毎日使用するプラスチック部品の大部分をカバーしています。名前が示すように、射出成形部品は、材料が目的の形状に固化するまで、金型に堆積されたプラスチックを使用して、複雑で複雑なオブジェクトを生成します。金型を製造するには、通常、アルミニウムや鋼などのさまざまな金属からCNC機械加工が必要になります。

しかし、ますます多くの企業が、サブトラクティブ製造法を使用するものではなく、3Dプリントされた射出成形金型を選択しています。理由のいくつかを次に示します。

安価な金型と迅速な生産

従来の射出成形の問題の1つは、金型の製造に費用がかかる可能性があることです。これらの金型には、3,000ドルから100,000ドルを超える多額の投資が必要になります（金型の複雑さや使用する材料によって異なります）。公平を期すために、これらは、大量生産率の場合、多くの場合、多数のオブジェクトをネット化します。カビもかなり長持ちします。それでも、特に3D印刷されたものと比較すると、これらは多額の支払いになる可能性があります。

3D印刷された射出成形金型、特にSLAまたはMaterial Jettingで開発された金型は、はるかに低価格でCNC機械加工された金型の精度にほぼ匹敵します。また、製品、プロトタイプ、およびテストの所要時間を大幅に短縮できます。それだけでなく、企業が金型を社内で製造およびテストできるようになり、最終製品の管理レベルが向上します。

コントロールスイッチメーカーのBerkerは、これらのメリットが運用において非常に重要であることに気づきました。 Objet30 Proを使用することで、生産時間を28日から3日に短縮し、コストを22,000ドルから3,000ドルに削減することができました。

「この新しい柔軟性により、2つまたは3つの異なるソリューションを同時に試して、最良の結果を得ることができます。 」と、バーカーの技術部門および製造部門の責任者であるアンドレアスクラウゼは述べています。 「これらの機能的なプロトタイプを使用して製造された製品の品質が確認されたことで、研究開発プロセスが加速しました。 。」

少量生産

前述のように、3D印刷された金型は価格と速度に優れていますが、大量生産にすべてが適用できるわけではありません。これは、印刷されたプラスチックの型は、摩耗や裂けに耐えるのが苦手であり、したがって、長持ちしないためです。ただし、これにより、少量生産の分野でニッチを開発できるようになったため、これは大きな欠点ではありません。 3D印刷で作成されたプロトタイプの射出成形金型は、中規模および大量生産におけるソフトツールまたはハードツールの代替品となることを意図したものではありませんが、ソフトツールモールドと3Dプリントされたプロトタイプの間のギャップを埋めることを目的としています。

最新の耐熱性3D印刷材料の使用と設計の自由により、3D印刷が可能になり、3D印刷された金型は、低ラン射出成形金型を製造するための実行可能なオプションになりました。これらの金型は、より速いターンアラウンドタイム（5〜7週間ではなく1〜2週間）に最適です。電気部品や配管設備などの特定の製品の場合、大量生産に飛び込むよりも、実行回数を少なくする方が収益性が高くなります。

これらの実行は、50〜100個の部品の生産量で動作できます。また、150mm未満のかなり小さな部品にも最適です。実行は小さいように見えるかもしれませんが、射出成形の初期費用を大幅に削減し、企業が中規模の生産レベルで生産できるようにします。

パーツの複雑さの強化

印刷された射出成形金型には、アルミニウムフレームで開発された金型インサートと、完全に3Dプリントされたスタンドアロン部品として開発された金型インサートの2種類があります。品質の面では、フレームのない3Dプリントされた金型にはかなりのメリットがあります。これらの従来のアルミニウムケーシングに依存しない場合、あらゆる種類の詳細を考慮に入れることができるため、これは基本的な構造に帰着します。

アルミニウムフレームを使用しないと、プリンターはより多くの材料と時間を使用しなければならない場合がありますが、複雑な冷却チャネルなどの細部が確実になります。これらの金型が可能にするより高いレベルの詳細は、特定の製品が必要とするすべての小さな機能コンポーネントとギャップを追加するために重要になる可能性があります。ポンプシステムを製造しているグルンドフォスのような企業は、これが優れた表面仕上げを維持しながら、成形品に細部を取り込むための最良の方法であることに気づきました。

これは、射出成形がすでに市場で最も複雑な部品と最高の仕上げのいくつかを提供していることを考えると、さらに印象的です。ただし、最終製品はそれが作られた型と同じくらい良いだけなので、これらの詳細はさらに限界を押し広げます。

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