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Holimaker 使用 3D 打印注塑模具生产 100 多个原型和预生产零件

Holimaker 使用 3D 打印注塑模具生产 100 多个原型和预生产零件

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  • 来源:
  • 发布时间:2021-09-01 14:14
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【概要描述】法国初创公司Holimaker渴望通过制造用于塑料加工的微型工业工具来实现塑料制造。他们的核心产品Holipress是一台手动注塑机,使工程师和产品设计师能够在他们的桌面上少量加工塑料零件,用于原型、试生产,甚至是有限系列的最终用途零件。 Holimaker为其客户提供可行性研究,使用3D打印模具实现快速且经济实惠的周转。这使他们的客户能够在新产品推出的试生产阶段快速且经济地进行原型设计并验证最终

Holimaker 使用 3D 打印注塑模具生产 100 多个原型和预生产零件

【概要描述】法国初创公司Holimaker渴望通过制造用于塑料加工的微型工业工具来实现塑料制造。他们的核心产品Holipress是一台手动注塑机,使工程师和产品设计师能够在他们的桌面上少量加工塑料零件,用于原型、试生产,甚至是有限系列的最终用途零件。 Holimaker为其客户提供可行性研究,使用3D打印模具实现快速且经济实惠的周转。这使他们的客户能够在新产品推出的试生产阶段快速且经济地进行原型设计并验证最终

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法国初创公司 Holimaker 渴望通过制造用于塑料加工的微型工业工具来实现塑料制造。他们的核心产品Holipress是一台手动注塑机,使工程师和产品设计师能够在他们的桌面上少量加工塑料零件,用于原型、试生产,甚至是有限系列的最终用途零件。 

Holimaker 为其客户提供可行性研究,使用3D打印模具实现快速且经济实惠的周转。这使他们的客户能够在新产品推出的试生产阶段快速且经济地进行原型设计并验证最终制造条件。通过使用相同的制造方法,包括模具设计和材料,这些部件可以在现场进行测试,并确保设计已准备好大规模生产。然后,3D 打印的模具设计可以在大规模生产过程中轻松适应工具级钢。

如今,Holimaker 80% 到 90% 的项目都使用3D打印注塑模具我们会见了董事总经理 Aurélien Stoky 和营销总监 Vivien Salamone,以了解他们如何结合这两种技术。

为什么要使用3D打印注塑模具?

传统上,注塑模具是通过昂贵的工业方法制造的,例如 CNC 加工或放电加工 (EDM)。然而,对于较小的零件数量,使用普通模具金属制造模具所需的成本、时间、专业设备和熟练劳动力以及这些传统制造方法为该过程带来了障碍,通常使许多公司无法获得如此规模的注塑成型. 与金属模具相比,利用3D打印制造用于原型制作和小批量生产的注塑模具可显着降低这些障碍,同时仍能生产高质量和可重复的零件。

Form 3 打印机旁边的 Holipress 。

“注塑成型的障碍是制造模具。为了使注塑成型大众化并使每个人都可以使用,我们必须找到一种互补的技术来生产我们的模具。桌面打印非常适合这一点。我们结合了灵活性Stoky 和 ​​Salamone 说,3D打印具有注塑成型塑料的生产率和质量。

这种替代工艺的主要优点是缩短了从概念到生产的时间,同时提供了一系列传统热塑性塑料部件。借助 Holipress,他们可以生产小批量原型和预生产零件,以测试将用于大规模生产的最终材料和生产线,甚至可以生产有限数量的最终用途零件。多亏了桌面立体光刻 (SLA) 3D 打印,他们可以在几天内以非常有限的设备实现它,而无需熟练的操作员。

这些足球冰爪的预生产原型使用三种不同的热塑性塑料在 3D打印模具中注塑成型,POM (180°C)、PA 6.6 (270°C)、PP (210°C)。

借助 3D 打印模具,Holimaker 的团队可以在一天内大幅缩短模具生产的交付周期并迭代新设计以优化几何形状。

“我们通常早上设计模具,白天打印,下午我们可以测试注射,修改设计,然后在一夜之间开始第二次打印。使用传统方法,我们需要重新加工模具,这将需要几周的时间,”斯托基说。

Holimaker 已经研究了模具制造的替代方法。对于超过一千个零件的订单,他们将使用机加工铝模具,但对于较小的数量,他们将在 3D 打印模具上运行印刷机。在某些情况下,他们将两者结合起来:对于具有苛刻几何形状的大批量,他们加工模具的外部并 3D 打印插入件,随着时间的推移而更换。 

内部3D打印还使他们能够超越加工技术的限制。在许多项目中,他们实现了传统上难以制造的复杂模具设计,使他们的客户能够进行更多创新。 

“在几何形状方面,如果没有3D打印,我们的一些项目就无法完成,”斯托基说。

过程逐步设计

通常,团队在每个项目上迭代三到四个模型以优化设计。它们遵循制造建议的一般成型和设计,例如包括拔模角度。它们主要用于小零件,并添加 0.1 毫米通风孔和 0.5 毫米流道。 

此外,他们遵守一些3D打印规则,例如包括倒角以帮助将零件从构建平台上移除,包括定心销以对齐半模,以及添加凹口以帮助用螺丝刀打开模具。他们通常使用 10 毫米厚的模具,避免使用薄的横截面。只有 1-2 毫米厚的零件无法承受高温。

Formlabs的 PreForm打印准备软件中的各种注塑模具设计。

从用于小批量生产的 3D 打印模具过渡到用于批量生产的机加工金属模具是无缝的。可能需要对拔模角度、浇口和通风口尺寸进行简单修改。

3D打印

Holimaker 的团队直接在构建平台上以 50 微米的层高打印模具。这种定向通过不使用支撑结构节省了印刷时间和树脂,并且该团队还观察到固化后模具表面的尺寸精度更高。如果出现尺寸错误,通常会在块的外部进行手工打磨后处理,以适合提供额外支撑的标准金属框架。

一般而言,Formlabs 推荐Rigid 10K 树脂和High Temp Resin用于注塑成型,但Gray Pro Resin可以作为因形状要求而导致模具失效的替代方案。如果冷却时间不是重点,Grey Pro Resin 是延长模具寿命的不错选择。 

Holimaker 在他们的大部分研究中都偏爱 Grey Pro Resin。这种材料的耐温性低于高温树脂和刚性 10K 树脂,但它的脆性更小,并且可以为困难的几何形状提供更多的循环次数。Gray Pro Resin 还可以重复钻孔和处理,并且可以在标准注塑机中使用。 

注塑成型

该团队在所有研究中都使用 Holipress 注塑机。这是一台小型手动印刷机,易于使用,成本仅为工业印刷机的十分之一。

这些面罩夹使用 PP(食品级,220°C)注塑成型。

模具被放置在一个预制的铝制框架中,可以更好地保持压力并确保注射喷嘴不与印刷模具直接接触。

借助 Formlabs 打印的模具,Holimaker 以 3 到 5 分钟的循环时间注射各种具有不同硬度水平的热塑性塑料,从肖氏 40A 到 90A。每个模具的循环次数从在 270°C 下注射的 PA 的约 10 份到在较低温度下注射的 PP、TPE 或 POM 的 100 份不等。Holimaker 正在开发一种集成冷却系统,以帮助减少脱模前的冷却时间。 

结果

该团队选择 Formlabs 的 SLA 3D 打印是因为其零件质量和易用性。

“我们注塑件的质量非常好,因为模具的质量非常好。当我在晚上开始打印时,我几乎可以肯定第二天就会准备好一个好的模具,”斯托基说。

Stoky 和 ​​Salamone 之前使用过另一种桌面打印技术,但在注射之前观察到打印件变形太大。

使用3D打印模具制造的眼镜框架。

“Formlabs 零件具有出色的尺寸精度和表面光洁度。如果有尺寸误差,它是很小的,并且在三个轴上是均匀的,因此我们可以对其进行预测并进行后处理。使用其他桌面打印机,我们无法控制变形,”斯托基说。

该团队还欣赏易于学习和操作的简单工作流程,包括自动后处理工具Form Wash 和 Form Cure。 

Holimaker 分享了一些客户的案例,以更好地了解零件、成型条件和可行性研究的结果。

公司

SMART POWER

  FERME 3D

EYEWEAR MANUFACTURER

 

产品

足球冰爪

面罩夹

眼镜架

 

需要

不同热塑性塑料的预生产原型,在现场进行测试并选择用于批量生产的最终材料。

测试解决方案以在短时间内生产一系列 10,000 个零件。

测试眼镜材料与印刷模具的兼容性以生产一系列 200 镜框

 

注入材料

POM (180°C)、PA 6.6 (270°C)、PP (210°C)

PP(食品级,220°C)

ASA (240°C), PA (240°C)

 

一个模具的零件数

60

100

70

 

周期

2分钟

2分钟

2分钟

 

项目交期

1周

1周

2周

 

使用3D打印注塑模具节省时间和成本

与外包机加工金属模具相比,使用内部 3D 打印模具可以节省大量时间和成本。

 

外包机加工金属模具

内部 3D 打印模具

 

 

设备

Holipress,热塑性塑料

Holipress,热塑性塑料,Form 3 打印机,Grey Pro Resin

 

 

模具生产时间

3-5 周

1周

 

 

模具生产成本

4-5 X

1个

 

 

使用桌面注塑成型和3D打印模具的快速工具使 Holimaker 能够根据需要快速生产小批量的热塑性零件。

“我们可以缩短从物体的概念到注射部分之间的时间。我们获得了灵活性,并节省了时间和金钱,”斯托基说。

源文摘自:Formlabs

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