Вы потратили месяцы (возможно, годы) на разработку концепции продукта, ваша краудфандинговая кампания была полностью профинансирована, и пришло время доставить продукт вашим клиентам. И что теперь?
Перейти к производству может быть пугающим. Это не только требует больших финансовых вложений, но и со многими производителями работать, мягко говоря, неприятно. Но, обладая заранее необходимыми знаниями, вы сможете правильно наращивать производство.
Хотя 3D-печать является популярным производственным решением, она обычно неэкономична при объемах производства - то же самое касается обработки на станках с ЧПУ. В Proto Labs, помимо услуг 3D-печати и обработки на станках с ЧПУ, мы предлагаем быстрое литье под давлением, что часто является наиболее эффективным способом масштабирования производственных операций по производству пластиковых компонентов. Поскольку литье под давлением является важной частью нашего бизнеса, Make: попросил нас поделиться некоторыми советами, которые помогут вам улучшить ваш опыт, независимо от того, кем вы пользуетесь.
Короче говоря, этот процесс заключается в впрыскивании горячей пластиковой смолы в форму, где она затем охлаждается и затвердевает, превращаясь в пластиковую деталь. На литье под давлением влияет множество факторов, поэтому, чтобы сделать процесс более понятным, мы разбили его на эти пять факторов.
Выберите правильный инструмент для работы
Когда вы слышите термин «литье под давлением», ваша первая мысль, вероятно, - это крупносерийное производство. Для миллионов деталей формы обычно изготавливаются из стали. Обычно на создание стального инструмента уходят месяцы, а финансовые вложения значительны - не менее 20 000 долларов, но часто и намного больше. Однако преимущества стальной оснастки выходят за рамки больших объемов. Стальные инструменты могут поддерживать большее количество полостей, что означает большее количество деталей за один выстрел, и обрабатывать более сложные геометрические формы и поверхности.
3D-печать стала еще одним методом изготовления форм. Формы, напечатанные на 3D-принтере, дешевле и быстрее изготавливаются по сравнению с формами, изготовленными из металла. Но имейте в виду, что шероховатая поверхность, присущая деталям, напечатанным на 3D-принтере, потребует некоторой вторичной обработки для сглаживания. Идея недорогих форм заманчива, но сэкономит деньги только в крайне ограниченных тиражах. Примерно через 100 выстрелов форма придет в негодность, и ее придется заменить.
Алюминиевые инструменты - это надежная золотая середина между 3D-печатными и стальными формами. Несмотря на то, что алюминиевые формы не могут обрабатывать те же объемы, что и стальные, они могут быть пригодны для от 10 000 до 50 000 выстрелов, а в некоторых случаях даже до 100 000 или более. А, оптимизировав конструкцию литья под давлением, вы можете продлить срок службы алюминиевого инструмента.
Выберите правильный материал
Еще одним ключевым фактором при проектировании литья под давлением является выбор материала. Важно сначала определить, какие механические свойства будут иметь решающее значение для функционирования вашей детали. Начните с вопроса: будет ли моя часть выдерживать вес? Нужно ли ему выдерживать высокие температуры? Является ли прозрачность обязательным требованием? Ответы на подобные вопросы помогут сузить ваш выбор (а их тысячи) и помогут вам в процессе выбора материала.
Для наших целей давайте коснемся некоторых наиболее распространенных термопластов:
- Акрилонитрилбутадиенстирол, обычно называемый АБС, подходит для многих пластиковых деталей. Его стоимость не слишком высока, он довольно прочный и прочный, а также красиво выглядит благодаря своей глянцевой поверхности - LEGO - отличный пример компонентов из АБС-пластика. Еще одним преимуществом является то, что его можно легко покрасить. Некоторые из его ограничений включают плохую стойкость к ультрафиолетовому излучению и химическому воздействию.
- Полипропилен, или ПП, - доступный пластик. Он используется во многих потребительских товарах, таких как салоны автомобилей, садовая мебель и контейнеры для хранения продуктов. ПП полезен для конструкций, в которых используются «живые» петли. Он также обладает приличной жесткостью, термостойкостью и прозрачностью.
- Акрил - это идеальный материал для применений, где требуется прозрачная пластиковая деталь, например корпус для светодиода. Он также полезен для продуктов, которые будут храниться на открытом воздухе, поскольку он устойчив к ультрафиолетовому излучению, а это означает, что его внешний вид не ухудшится от длительного воздействия солнечных лучей.
Это всего лишь краткий обзор термопластических материалов. Есть много других материалов, с которыми вы часто сталкиваетесь, например, нейлон, полиэтилен, полистирол и жидкий силиконовый каучук, поэтому настоятельно рекомендуется дополнительно поискать в Google.
Дизайн, позволяющий формовать
Если ваш дизайн изначально создавался с намерением изготовить его с помощью 3D-печати, вам, возможно, придется внести некоторые изменения, чтобы обеспечить возможность его формования. В то время как 3D-печать позволяет обрабатывать изделия сложной геометрии, литье под давлением имеет ряд требований для обеспечения стабильных и качественных результатов.
Регулировка характеристик, подходящих для формования, поможет смоле хорошо течь в форму, позволит ей равномерно остыть и уменьшит вероятность появления косметических дефектов, таких как раковины, сшивки, заусенцы и деформации.
Это краткое изложение того, как использовать общие функции в конструкциях для литья под давлением:
- Толщина стенки: Постоянная толщина стенок уменьшит вероятность деформации деталей, предотвратит проседание и поможет материалу равномерно остыть, чтобы неприглядные линии вязания не образовывались или были менее заметными. Хорошее эмпирическое правило - проектировать стены толщиной не менее 40-60 процентов от соседних стен.
- Закругленные характеристики: Избегайте острых краев и углов, чтобы смола могла течь через форму, уменьшить напряжение и повысить прочность детали. Если острые углы имеют решающее значение для функционирования вашей детали, существуют материалы, которые лучше других поддерживают острые углы.
- Draft: Аналогично, вы должны применять уклон к вертикальным стенам. Осадка - это угол, приложенный к поверхностям детали, которые проходят параллельно движению отверстия формы. Наше руководство обычно составляет 1 градус осадки на 1 дюйм глубины полости. Тяга обеспечит чистое извлечение детали из формы.
Найти партнера-производителя
Тип инструментов, необходимых для вашего продукта, будет основным фактором при выборе идеального партнера-производителя. Так же, как и при покупке нового автомобиля, полезно изучить множество поставщиков.
Выбор производителя литья под давлением является важным бизнес-решением, поэтому здесь играют роль не только цена, но и другие факторы. Некоторые из наиболее важных моментов, которые следует учитывать, - это время выполнения заказа, минимальный объем заказа и общая стоимость инструментов и деталей.
Также важно отметить уровень опыта производителя, поскольку литье под давлением - сложный процесс. На качество производства влияет множество аспектов, таких как: обработка материалов, контроль качества, возможности механической обработки и многое другое. Обслуживание клиентов - еще один элемент, который нельзя упускать из виду. Очень важно иметь партнера-производителя, который отзывчив, активно общается и быстро реагирует на ваши запросы.
Использование литья под давлением для прототипирования
И последнее, прежде чем мы уйдем. Литье под давлением часто рассматривают как процесс, предназначенный для производства. Многие считают, что 3D-печать или, в некоторых случаях, механическая обработка - единственный способ экономичного прототипирования пластиковых деталей. Но существует серьезное экономическое обоснование для прототипов, отлитых под давлением.
Например, если вам необходимо провести рыночное тестирование, объемы прототипов часто могут исчисляться сотнями, а 3D-печать или механическая обработка в таких объемах может оказаться дорогостоящей. Благодаря недорогому и быстрому литью под давлением с использованием алюминиевых инструментов вы можете создавать прототипы из материалов промышленного уровня. Кроме того, иногда алюминиевые инструменты окупают себя, даже для нескольких деталей-прототипов, обеспечивая уверенность в том, что ваша отлитая конструкция будет работать так, как задумано, после запуска в производство.