In 3D có liên quan nhiều đến ép phun. Thông qua bài viết này, bạn có thể hiểu tại sao lại tồn tại khuôn ép phun in 3D và quy trình chế tạo chúng. Khuôn ép in 3D để định hình tương lai
Khuôn ép in 3D là gì?
Ép phun là một trong những quy trình sản xuất phổ biến nhất trong ngành nhựa. Về cơ bản, nhựa nóng chảy được bơm vào khoang khuôn, để cứng lại khi nguội đi, sau đó khuôn được mở ra và phần nhựa được lấy ra. Ép phun chủ yếu được sử dụng để sản xuất hàng loạt vì chi phí ban đầu cao về mặt thiết kế, thử nghiệm và dụng cụ. Tất nhiên, đơn giá giảm đáng kể khi nhiều bộ phận được sản xuất, đó là lý do và lợi thế của việc sử dụng ép phun để sản xuất hàng loạt.
Tại sao sử dụng in 3D?
Bản thân khuôn phun là một khối kim loại có các lỗ rỗng xác định hình dạng của sản phẩm được tạo ra. Theo truyền thống, khuôn được thiết kế và sản xuất bằng máy phay điều khiển số máy tính (CNC), rất đắt tiền. Vì khuôn thường được làm bằng kim loại như thép và nhôm, nên chúng rất khó thay đổi sau khi được sản xuất. Do đó, khuôn ép in 3D cung cấp một giải pháp thay thế linh hoạt và rẻ tiền.
Làm thế nào để in 3D khuôn?
1) Xử lý dữ liệu
Khuôn ép phun in 3D được thực hiện theo cách tương tự như in các vật thể in 3D khác:
Khuôn ép phun được thiết kế bằng phần mềm CAD như AutoCAD hoặc Fusion 360.
Các tệp thiết kế được lưu ở định dạng STL và được cắt thành mã G.
2) Sử dụng máy in 3D để in từng lớp khuôn.
3) Gắn khuôn vào khung kim loại và chuẩn bị cho ép phun.
Vật liệu làm khuôn ép in 3D yêu cầu sản phẩm phải có độ bền và độ cứng cao để chịu được áp suất sinh ra trong quá trình phun. Ngoài ra, nó sẽ cần phải chịu được nhiệt độ cao.
Sau đây là một số vật liệu thường được sử dụng cho khuôn ép in 3D:
PETG (polyetylen terephtalat)
ABS (Acrylonitrile Butadien Styrene)
Ni lông (hay còn gọi là Polyamit)
PP (polypropylen)
TPE (chất đàn hồi nhiệt dẻo)
POM (Polyoxymethylene, hay còn gọi là Delrin hoặc Acetal)
Khuôn ép phun in 3D có thể được thực hiện bằng cách sử dụng SLM, SLA, FDM, phun vật liệu và SLS. Điều đó nói rằng, SLA là phương pháp in 3D ưa thích để sản xuất khuôn phun do độ chính xác kích thước cao và bề mặt nhẵn, lý tưởng cho khuôn phun.
Có một điều bạn nên biết về khung kim loại và vai trò của chúng trong khuôn ép phun. Khung cung cấp hỗ trợ cho áp suất và nhiệt được tạo ra trong quá trình ép phun. Do khung kim loại có thể được sử dụng phổ biến nên chỉ cần in 3D phần lõi của khuôn nên việc thay đổi thiết kế rất dễ dàng và linh hoạt. Tuy nhiên, trong trường hợp in 3D toàn bộ khuôn, cần nhiều vật liệu hơn và thời gian in lâu hơn.
Ưu điểm và nhược điểm của khuôn in 3D
In 3D là một lựa chọn tuyệt vời để sản xuất khuôn phun, nhưng nó cũng có nhược điểm. So sánh sau không bao gồm khuôn in 3D kim loại.
Lợi thế
1. Chi phí thấp: Phương pháp sản xuất khuôn phun truyền thống rất tốn kém và mất thời gian, đòi hỏi máy móc chính xác và chuyên môn của người chế tạo khuôn. Và in 3D là một cách rẻ hơn để tạo khuôn. Theo báo cáo, so với công nghệ truyền thống, khuôn in 3D có thể tiết kiệm tới 80% chi phí.
Tính linh hoạt và hiệu quả: In 3D giúp giảm đáng kể thời gian thiết kế và sản xuất. Bất kỳ ai có kinh nghiệm in 3D đều có thể in khuôn và nếu không hài lòng với nó, chỉ cần chỉnh sửa thiết kế và in một khuôn khác.
2. Thích hợp cho sản xuất hàng loạt nhỏ: Chi phí ban đầu của khuôn phun được chế tạo bằng phương pháp truyền thống như phay CNC là cao. Do đó, nó chỉ hiệu quả về mặt chi phí nếu sản lượng đủ lớn. Mặt khác, khuôn in 3D rẻ hơn nhiều để sản xuất và được sử dụng tốt nhất cho sản xuất khối lượng vừa và nhỏ mà không có chi phí ban đầu cao.
Nhược điểm
1. Thời gian sản xuất lâu hơn: Do nhựa có độ dẫn nhiệt thấp hơn kim loại nên khuôn nhựa in 3D mất nhiều thời gian hơn để sản xuất sản phẩm, kéo dài thời gian sản xuất chung và giảm năng suất.
2. Co ngót: Giống như nhiều vật thể in 3D khác, khuôn phun in 3D có thể co lại khi được làm mát, đây là một vấn đề phổ biến trong in 3D. Điều này có thể gây ra vấn đề khi yêu cầu kích thước chính xác.
3. Tính toàn vẹn cấu trúc yếu: Hầu hết các khuôn in 3D đều được làm bằng nhựa, không chịu được nhiệt độ và áp suất cao trong thời gian dài. Điều này làm cho khuôn phun in 3D bị lão hóa ở các cổng và mối hàn.
Nghiên cứu tiên tiến về khuôn ép in 3D
Một. lớp phủ bề mặt
Khuôn phun in 3D dễ bị xuống cấp dưới nhiệt độ và áp suất cao. Cải thiện tuổi thọ bề mặt bằng các lớp phủ bảo vệ là một cách để ngăn chặn sự xuống cấp do nhiệt. Việc phủ một lớp kim loại, nitrat kim loại, gốm và oxit trên bề mặt của khuôn phun in 3D giúp tăng cường khả năng chịu nhiệt và xé rách.
b. Vật liệu composite dẫn nhiệt
Độ dẫn nhiệt là thước đo khả năng dẫn nhiệt của vật thể. Kim loại dẫn nhiệt tốt hơn nhựa. Nói cách khác, kim loại có thể được làm nóng hoặc làm lạnh nhanh hơn nhựa. Vì khuôn phun (khuôn) in 3D có các giai đoạn làm nóng và làm mát lâu hơn so với khuôn CNC, nên chúng cũng có thời gian chu kỳ dài hơn. Chỉ có thể sản xuất ít sản phẩm hơn trong một khoảng thời gian nhất định và chi phí sản xuất sẽ tăng so với khuôn kim loại truyền thống. Để giải quyết vấn đề này, các chất phụ gia dẫn nhiệt được thêm vào vật liệu khuôn để cải thiện quy trình phun. Ví dụ, boron nitride có thể được thêm vào ABS và các hạt sắt vào epoxy.
Khuôn ép kim loại in 3D
Kim loại dẫn nhiệt tốt hơn nhựa, vậy tại sao không in 3D khuôn ép kim loại? Với những phát triển gần đây trong in 3D kim loại, điều này cũng bắt đầu được sử dụng nhiều. Tuy nhiên, kim loại in 3D vẫn đắt hơn nhiều so với nhựa, vì vậy chi phí ban đầu vẫn cao.
Các biện pháp phòng ngừa cho khuôn ép in 3D
Trước khi bạn bắt đầu in khuôn phun, hãy xem xét các mẹo hữu ích sau:
Số lượng in: Đảm bảo bạn biết số lượng cần in! Hãy nhớ rằng khuôn phun in 3D chỉ dành cho các lô nhỏ (30 đến 100, tùy thuộc vào khuôn). Vì vậy, nếu bạn dự định làm hàng nghìn chiếc, bạn có thể muốn xem xét các loại khuôn thông thường.
Thêm góc nháp: Các góc vuông có thể làm cho các bộ phận được đúc phun khó ra khỏi khuôn, vì vậy hãy thử thêm 2-góc nháp độ để làm cho đối tượng trượt ra ngoài dễ dàng hơn.
Nếu bạn cũng cần khuôn khiếu nại chính in 3D tiện lợi này, bạn có thể liên hệ với Công ty Công nghệ JR, chúng tôi có thể cung cấp cho bạn hướng dẫn chuyên nghiệp và các sản phẩm chất lượng cao. Liên hệ như sau:
Tên liên lạc: Joy
Số điện thoại: cộng với 8618682431494
Email:sales@china-3dprinting.com