射出成形ツーリングに 3D プリントを使用する場合

射出成形は、複雑な形状の部品を大量生産するのに理想的な、シンプルで繰り返し可能なプロセスです。このプロセスでは、材料を冷却する前に、高熱と圧力を使用して溶融材料を射出金型に射出します。冷却後、金型を開けて、完成品を見せることができます。

機能的な射出成形部品を製造するには、よくできた金型またはツールが不可欠です。 3D プリント技術が発展するにつれて、3D プリント射出成形金型は、従来の鋼製金型に代わる費用対効果の高い代替品になりました。 3D プリントされた金型は、次の生産工程に最適ですか?知っておくべきことは次のとおりです。

3D プリントによる射出成形金型の製造方法

射出成形金型を 3D プリントするには、最終設計とは逆のデジタル ファイルを作成する必要があります。プリンターはファイルを読み取り、それに応じて材料を層状に堆積させ、変形を防ぐために必要な場所にサポートを追加します。印刷が完了したら、金型をアルミニウム フレームに挿入して、射出成形ノズルの熱と圧力から金型を支え、反りを防ぎます。

金型を設計するときは、金型への溶融材料の流れを改善し、圧力を最小限に抑え、射出プロセスを高速化し、バリのリスクを軽減するために、設計に通気孔を含めます。また、金型をより低い層の高さで印刷し、金型の内面の向きを調整して、サポート構造が金型のどちらの面にも接触しないようにすることもできます。これにより、パーツの表面品質が向上し、必要な後処理の量が最小限に抑えられます。

3D プリント射出成形金型の利点

3D プリントは、生産コストを低く抑えたい場合に最適な金型ツールです。射出成形プロセス自体は、大量生産には非常に費用対効果が高いですが、金型の作成はすぐに高価になる可能性があります.たとえば、複数のキャビティを備えた複雑な鋼の金型は、簡単に 100,000 ドル以上の費用がかかります。多くの製造業者は、射出成形金型を 3D プリントしています。これは、従来の方法の数分の 1 のコストで金型を製造でき、少量生産の費用対効果が高くなるためです。従来の金型製作法は高価で、多くの設備が必要ですが、3D プリントの単純な射出金型は限られた設備しか必要とせず、コストを大幅に抑えることができます。

安価であることに加えて、3D プリントによる金型の作成は、従来の金型方法を使用するよりもはるかに高速です。スチール射出成形金型の製造には 2 ～ 5 か月、CNC 機械加工によるアルミニウム射出成形金型の製造には 10 ～ 15 日かかる場合がありますが、3D プリント金型の作成には通常 2 ～ 3 日しかかかりません。アディティブ マニュファクチャリング プロセスを使用すると、ツールや製造準備がほとんどまたはまったく必要ないため、複雑さや精度を犠牲にすることなく、短いターンアラウンド タイムを実現したい場合に最適です。

3D プリンターを使用すると、正確で複雑なコンポーネントを印刷できます。この高レベルの精度と低コストの組み合わせにより、最終製品を正確に表現する詳細なプロトタイプを迅速に作成するのに最適な 3D プリントも実現します。エンジニアは設計を変更して結果をすばやく確認できるため、大量生産の前に金型を改良し、エラーの可能性を減らすことができます。

3D プリント射出成形金型の限界

3D プリント射出成形金型には多くの利点がありますが、考慮すべき制限がいくつかあります。たとえば、部品の体積は多くの場合 10 立方インチに制限されているため、グレープフルーツ程度のサイズの型しか 3D プリントできません。一方、放電加工 (EDM) を使用して金型を構築すると、最大 59 立方インチの部品体積で正確な金型キャビティを作成できます。さらに、3D プリントでは材料が層ごとに堆積されるため、3D プリントされた金型には角度の付いた表面に小さなエッジがあり、機械加工または研磨して除去する必要があります。

また、3D プリントされた金型は、特定の状況下では、従来の金型よりも耐久性が低くなります。 3D プリントされたプラスチック金型は、射出成形の熱と圧力に継続的にさらされると壊れる傾向があるため、試作や最大 1,000 部品の少量生産にのみ使用する必要があります。大量生産の場合は、CNC 機械加工または EDM を使用して、射出成形用の鋼またはアルミニウムの金型を作成することを検討してください。

Fast Radius との提携

3D プリントにより、射出成形金型の作成が迅速かつ費用対効果の高いものになりましたが、すべての状況に適しているわけではありません。大規模な実行を計画している場合、または大きな部品を作成する必要がある場合は、CNC 機械加工や EDM などの従来のツーリング方法を使用する方がよい場合があります。経験豊富な製造パートナーが、プロジェクトに最適な結果をもたらす金型の方法を確実に選択できるように支援します。

Fast Radius と提携すると、当社の専門家チームが、3D プリント射出成形金型を使用することがプロジェクトに最適なオプションであるかどうかを判断するのに役立ちます。当社の射出成形サービスを利用すると、優れた表面仕上げを備えた強力で精密な部品を低単価で手に入れることができます。今すぐお問い合わせください。