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快速模具制作

快速模具制作

快速模具制作指的是一系列能够以较低成本快速、高效地制造模具的技术;该技术能够与传统制造工艺相结合,从而在很短的时间内制造部件或小批量制造部件。快速模具并不直接制造部件,而是制造模具、型芯或模型等工具,然后在传统制造工艺中使用这些工具来生产最终部件,从而弥合(快速)原型制造和生产之间的差距,实现最终部件的制造。

快速模具使制造商能够在转向批量生产之前验证设计和材料选择,从而加快产品开发、快速迭代并将更好的产品推向市场。凭借快速模具制作,工程师能够使用真正的生产级材料来评估部件在实际应用中的性能,并生产出用于测试和验证测试的小批量产品。快速模具制作还有助于在投资购入昂贵的生产模具之前,对制造过程进行故障排查。

快速模具制作可用于为各种传统制造工艺提供支持,以生产塑料、硅胶或橡胶部件、复合材料,甚至是金属部件。

此外,快速模具制作还提供了一种使用传统制造工艺生产定制或小批量成品部件的替代方法 - 如在此工艺中使用传统模具则会产生过高的成本。这使得制造商能够测试新产品的市场、提供种类更丰富的产品或根据客户需求定制部件。

快速模具制作

Formlabs 推荐材料

Formlabs 提供丰富的材料库,可用于在 Formlabs 3D 打印机上 3D 打印各种快速成型工具。选择合适的材料取决于具体应用。

树脂应用详细信息
High Temp Resin注塑成型在 0.45MPa 压力下的耐高温能力高达 238°C。精细、精确的原型和要求高热稳定性的最终用途部件,如模具和型芯、暴露在热空气、气体和流体中的部件,以及耐热支架、外壳和固定装置。
Clear Cast Resin熔模铸造生产具有传统铸造方法难以成型的结构(如底切、通道和薄壁)的部件。专为较大模型设计。
Fast Model Resin(快速模型树脂)热成型Formlabs 速度最快的树脂,打印速度可达每小时 100mm 以上。可在数分钟内打印牙科模型或在两小时内打印大型原型。
Rigid 10K Resin注塑成型在 0.45MPa 压力下的耐温性高达 218°C。高刚性、高强度、耐热性和耐化学性。
Tough 1500 Resin热成型生产刚性和柔韧性兼备的部件,在反复使用下能够快速弯曲和回弹。非常适合用于功能性原型、夹具和承受临时挠曲或高冲击的连接器。
Nylon 12 Powder (SLS)最终用途应用
夹具、固定装置和制造辅助工具
无需支撑的抗冲击夹具。高刚性和耐用性。

设计注意事项

在设计成功的 3D 模型时,请遵循 Formlabs 的最佳实践。考虑材料类型和打印机代数,因为它们可能对打印成功有特定要求。此外,设计工具可能需要考虑特定的工艺流程。有关更多信息,请参阅各个 应用文档

打印注意事项

请遵循 Formlabs 的模型定向最佳实践

在构建板上调整部件的方向,确保关键的内部表面没有支撑痕迹。

使用 3D Packing(3D 打印装箱)

最大化 SLS 打印部件的装箱密度

后处理注意事项

遵循 Formlabs 关于清洗后固化打印件的最佳做法。有关具体的清洗和固化说明,请参阅各个材料文档。考虑进一步的后处理,以增强强度、耐用性和用户体验,例如对 SLA 打印部件进行电镀或涂层处理,或对 SLS 打印部件进行介质喷砂处理。

  • 根据原始 CAD 模型检查打印部件。使用卡尺、千分尺或其他计量设备进行验证。
  • 测试固定装置的功能性性能。将部件装到固定装置中后,请仔细观察部件在定位表面和支架中的固定情况。正确设计和构成的夹具能够支持部件,并且夹紧时会防止部件移动。
  • 对于需要较高操作力的工艺(如铣削或钻孔),可根据给进量、速度、机器功率、所选材料以及安全性来计算夹紧要求。

为了延长 3D 打印部件的使用寿命,Formlabs 建议:

  • 在完成二次操作后,松开所有螺栓并解除夹紧力,以防止持续负载。
  • 使用常规标准部件增强 3D 打印部件的功能。
  • 使用弹簧、斜面滑板或杠杆将部件从夹具表面抬起。

最终用途建议和限制

3D 打印是一种强大的解决方案,可在内部快速、低成本地制造工具。主要优势包括速度、降低成本、设计自由度、材料选择和灵活性。特别推荐用于:

  • 原型制作
  • 产品验证测试
  • 定制生产
  • 短期或按需生产
  • 桥接生产

一些局限性包括:

  • 如果在超出规定耐温范围的情况下操作,材料可能会降解。
  • 随着时间的推移,打印部件可能会在高压或高负载下变形;可能需要进行加固。

其他资源