Unii oameni cred că turnarea prin injecție a plasticului este doar pentru producția de masă a produselor finite; majoritatea oamenilor cred că matrițele din oțel sunt pentru turnare de producție de volum mare și matrițe de aluminiu sunt pentru turnare prin injecție de volum redus dar o producție costisitoare. Cu toate acestea, este timpul ca aceste presupuneri să fie contestate. Astfel, turnarea prin injecție, care este de obicei considerată un proces potrivit pentru producția de volume mari, poate fi utilizată în mod eficient și în prototipuri și în producția de volume mici.

Da, prototipurile de matrițe de injecție au unele costuri, dar acestea nu sunt foarte ridicate în lumea actuală. Spre deosebire de trecut, când se spunea că realizarea matrițelor dura luni de zile, un partener de producție competent poate crea acum matrițe în câteva săptămâni.

Când vorbim de prototip turnare prin injecție, trebuie să luăm în considerare imaginea de ansamblu. Aceasta implică proiectarea piesei, tipul de material care urmează să fie utilizat, costul uneltelor și timpul necesar în procesul de producție. Atunci când reușiți să priviți imaginea de ansamblu, puteți evita să luați decizii care sunt costisitoare și consumatoare de timp. Prin urmare, dacă cineva v-a informat că turnarea prin injecție nu este potrivită pentru prototipare, este timpul să vă răzgândiți.

Explorarea turnării prin injecție a prototipurilor

În ultimii câțiva ani, tehnologia imprimării 3D a schimbat sensul termenului de prototipare rapidă și este acum o opțiune fezabilă pentru producția tradițională. Odată cu avansarea tehnologiei de imprimare, sinterizarea materialului și procesul de finisare, precum și disponibilitatea mai multor materiale de utilizat, au fost create noi oportunități. Una dintre evoluțiile majore este capacitatea de a utiliza imprimarea 3D în dezvoltarea de instrumente prototip turnate prin injecție pentru prototiparea și producția de serie scurtă. Această tehnică este încorporată treptat de către dezvoltatorii de produse, fabricanții de scule și producătorii contractuali datorită următoarelor beneficii.

Convențional prototip de turnare prin injecție este recunoscută ca fiind foarte eficientă în producția de volum mare. Matrițele din aluminiu sunt capabile să producă mii de piese, în timp ce matrițele din oțel oferă cea mai mare capacitate de producție în masă. Cu toate acestea, aceste procese convenționale sunt adesea birocratice și costisitoare, mai ales atunci când există greșeli în proces. Aplicarea uneltelor imprimate 3D în prototipurile de turnare prin injecție este mai ieftină decât atunci când trebuie să se treacă la producția la scară largă și, de asemenea, reduce șansele de a fi nevoiți să remediați greșelile din unelte.

Avantajele turnării prin injecție în prototipuri

Turnarea prin injecție a prototipurilor este una dintre tehnicile utile care pot fi utilizate în procesul de dezvoltare a produselor pentru a minimiza riscul producției în serie. Iată care sunt beneficiile care sunt susceptibile de a fi realizate:

Prototipuri accesibile

Utilizarea imprimării 3D în dezvoltarea de prototipuri de matrițe de injecție pot fi de mare ajutor în reducerea costurilor, precum și a timpului necesar procesului de prototipare. Matrițele tradiționale sunt fabricate din aluminiu sau oțel; acestea sunt scumpe și nu pot fi schimbate cu ușurință odată realizate, ceea ce devine o provocare dacă sunt necesare modificări. Cu toate acestea, matrițele imprimate 3D sunt mai ieftine și mai rapide în efectuarea modificărilor, după cum se evidențiază în comparația costurilor și analiza timpului de scule.

Testare funcțională realistă

Turnarea prin injecție a prototipurilor este, de asemenea, relativ ieftină și permite testarea unui produs cu materialul din care va fi fabricat. Matrițele imprimate 3D sunt de obicei din plastic și pot fi întărite cu fibre ceramice; acestea pot face față presiunii de lucru cu diferite materiale termoplastice, cum ar fi policarbonatul, nailonul 66, ABS, POM, Ultem și GF Ultem. Acest lucru face posibilă realizarea a mai mult de douăzeci de prototipuri care sunt aproape similare cu produsul final pentru testare și evaluare.

Cicluri rapide de feedback

Este imperativ să rețineți că feedback-ul este un aspect esențial în dezvoltarea produselor și, prin urmare, acesta ar trebui să fie cât mai rapid posibil. Turnarea prin injecție a prototipurilor permite producerea de cantități mici de piese care pot fi furnizate cu ușurință testelor beta și departamentelor de inginerie. Acest termen scurt este util în special pentru satisfacerea clienților și pentru organizațiile cu sucursale sau facilități, pentru a se asigura că nu rămân fără piese de schimb.

Prevenirea problemelor în stadii avansate

Nu este normal să se atingă perfecțiunea la prima încercare de proiectare. Cele mai mari probleme sunt timpul și banii care se pierd din cauza erorilor care apar în fazele ulterioare ale proiectului. Dacă ideea de turnare prin injecție a prototipurilor este aplicată în primele etape de dezvoltare, atunci este posibil să se evite unele probleme de producție, deoarece acestea vor fi identificate și abordate înainte de a se agrava.

Prin urmare, prin aplicarea turnării prin injecție a prototipurilor, dezvoltatorii de produse sunt în măsură să vină cu o modalitate mai bună și mai eficientă de dezvoltare a produsului, care va ajuta la reducerea decalajului dintre concept și producția efectivă a produsului.

Comparație între turnarea prototipurilor și turnarea în masă

Clasificarea turnării prin injecție a plasticului se face în principal în funcție de numărul de piese care sunt fabricate; aceasta se face între producția de prototipuri și producția de piese destinate utilizării finale. Deși ambele metode sunt similare în ceea ce privește tehnicile utilizate pentru producerea piesei, ambele metode sunt concepute pentru a fi rentabile, funcționale și rezistente din punct de vedere mecanic pentru o anumită piesă. Principala diferență constă în tipul de matriță care este utilizat.

În modelarea prototipurilor, procesul presupune utilizarea unei matrițe prelucrate CNC pentru a injecta material termoplastic topit și apoi pentru a-l răci. Ceea ce face acest proces unic este faptul că se utilizează matrițe din aluminiu în locul matrițelor convenționale din oțel. Matrițele din aluminiu nu numai că cresc rata de fabricație, ci și scad costul de fabricație și, prin urmare, sunt adecvate pentru fabricarea de piese care sunt apte pentru utilizare.

Se pot utiliza diferite tipuri de materiale plastice tehnice, ceea ce oferă o gamă largă de opțiuni, chiar dacă matrița este realizată dintr-un singur material. Scopul principal al turnării prototipurilor este de a scurta timpul necesar fabricării și costul total de fabricație.

Când să optați pentru turnarea prin injecție a prototipurilor?

Următorii sunt câțiva dintre factorii care ajută la determinarea momentului în care să se utilizeze turnarea prototipurilor. În primul rând, este eficientă în timpul etapei de proiectare și la testarea materialelor, deoarece oferă o abordare reală a analizei costurilor și a posibilităților. În al doilea rând, atunci când se verifică funcționalitatea pieselor care urmează să fie produse în număr mare, turnarea prototipurilor oferă o oportunitate excelentă de a testa piesele înainte de a trece la producția la scară largă.

De asemenea, turnarea prototipurilor poate crește eficiența cercetării și dezvoltării și poate scurta timpul de lansare pe piață, motiv pentru care este populară în rândul companiilor care se străduiesc să intre rapid pe piață. Un alt factor care trebuie luat în considerare este turnarea prototipurilor, care este potrivită atunci când producția trebuie să fie de aproximativ 10.000 de unități, iar costul de turnare este relativ ridicat.

Pe de altă parte, turnarea în serie presupune utilizarea de matrițe care sunt fabricate din materiale din oțel pentru utilizare pe termen lung în fabricarea unui număr mare de piese. Aceste matrițe sunt, de asemenea, capabile să acomodeze geometrii mai complicate ale pieselor și sunt concepute pentru a rezista la cicluri de producție lungi. Costurile de fabricare a matrițelor pentru producția în serie sunt relativ mai ridicate decât cele ale matrițelor pentru prototipuri din cauza utilizării oțelului de înaltă calitate și a proceselor care necesită mult timp; cu toate acestea, costul pe piesă este relativ scăzut pentru cantități mari. Cu toate acestea, matrițele de producție în serie necesită mai mult timp pentru a fi fabricate și necesită mai mulți bani la început, dar sunt mai ieftine pe piesă și sunt ideale pentru serii mari de producție.

Avantajele turnării prin injecție a plasticului

Turnare rapidă prin injecție a pieselor din plastic prin prototipare are numeroase beneficii care sunt foarte importante în dezvoltarea produselor. Această metodă nu numai că permite inginerilor și proiectanților să confirme calitatea pieselor, dar le permite și să utilizeze piese reale pentru testarea pe piață înainte de finalizarea proiectelor. Pe lângă verificarea designului și validarea structurală, turnarea rapidă prin injecție a prototipurilor ajută la optimizarea proiectelor de scule pentru ciclurile de producție.

Aceasta se dovedește a fi cea mai utilă pentru produsele care au standarde estetice și performanțe ridicate în primele etape ale ciclului de viață al produsului. Este înțelept să consultați MSI Mold pentru o ofertă rapidă de turnare prin injecție a prototipurilor înainte de a investi în unelte de producție costisitoare. Iată alte câteva beneficii semnificative ale prototipării pieselor din plastic înainte de fabricarea la scară largă:

1. Lansare accelerată și fiabilă a produselor: Prototipurile și testele de piață pot ajuta la depășirea unui număr de probleme care sunt cauza principală a eșecurilor multor produse, inclusiv estimarea inexactă a costurilor și înțelegerea inadecvată a pieței. Această abordare face ca procesul de introducere a unui produs pe piață să fie mai puțin problematic și mai eficient.
2. Îmbunătățirea funcționalității și a aspectului produselor: Este mai ușor să evaluați performanța și aspectul probelor prototip în lumea reală, în comparație cu evaluarea acestora din desenele tehnice sau chiar din vizualizări.
3. Proces de proiectare simplificat: Prototiparea este utilă pentru scurtarea timpului total petrecut cu revizuirea ingineriei și a proiectării, deoarece oferă dovada fizică a fezabilității unui produs. Acest lucru se datorează faptului că, atunci când cineva are în mână un prototip de piesă turnată prin injecție de plastic, este mai ușor să convingă părțile interesate.
4. Economii de costuri la scule: Turnarea rapidă prin injecție a prototipurilor este utilă pentru dezvăluirea oricăror probleme care pot fi prezente înainte ca acestea să fie încorporate în sculele de producție, minimizând astfel șansele de a fi nevoiți să refacă sculele. Această abordare este proactivă și duce la o mulțime de economii pe termen lung în comparație cu abordarea reactivă.

Astfel, utilizarea prototipului rapid de turnare prin injecție pentru producția de piese din plastic nu numai că garantează calitatea produsului și comercializarea acestuia, dar ajută și la îmbunătățirea procesului de dezvoltare a produsului în ceea ce privește timpul și costul.

Considerații privind selecția materialelor în turnarea prin injecție

Selectarea materialului potrivit este foarte importantă atât în modelarea prin injecție a prototipurilor, cât și în modelarea prin injecție a producției. Cu toate acestea, li se permite să utilizeze aceleași materiale plastice cu condiția să îndeplinească anumiți factori. De exemplu, materialul nailon umplut cu sticlă este bun pentru producție, dar uzează mai repede matrițele de injecție prototip deoarece este abraziv. Cu toate acestea, atunci când vine vorba de prototiparea unui set de aproximativ 100 de piese, uzura nu este la fel de critică ca atunci când se realizează 10.000 de piese.

Există o diferență între ceea ce se numește materiale plastice de bază și materiale plastice tehnice în ceea ce privește materialul utilizat. Materialele plastice de bază sunt mai ieftine decât materialele plastice tehnice, dar este posibil să nu aibă aceleași caracteristici mecanice. De exemplu, Injectino turnare PEEK, un material plastic tehnic utilizat în dispozitivele medicale, este relativ scump și poate fi disponibil în MOQ-uri reduse, în special dacă este cumpărat în cantități mari.

Dacă aveți de gând să realizați un prototip care să funcționeze ca unul real, atunci puteți utiliza un material mai ieftin, cum ar fi polifenilsulfonă (PPSU). Cu toate acestea, merită menționat faptul că PPSU poate fi suficient, dar este posibil să nu pună în discuție capacitatea de turnare a piesei dvs. în măsura în care materialul de producție prevăzut este PEEK. O altă opțiune ar putea fi aplicarea metodei de fabricație aditivă cu ajutorul filamentelor de imprimare 3D din materiale precum PPSU sau PEEK. Această metodă poate fi utilă în reducerea costurilor de scule și permite utilizarea materialului plastic preferat.

Astfel, selectarea materialului este unul dintre cei mai importanți factori care determină succesul proceselor de turnare prin injecție a prototipurilor și producției și costul pieselor finale, respectând în același timp cerințele mecanice și capacitatea de turnare.

Compararea caracteristicilor matrițelor de injecție de prototip și de producție: Oțel vs. Aluminiu

Diferența dintre matrițele de injecție prototip și producție nu se oprește doar la selectarea metalului. Ambele pot fi realizate din aluminiu sau oțel, dar diferă printr-o serie de parametri semnificativi. Unul dintre aceștia este clasa de matrițe SPI (Society of Plastics Industry), clasa 105 fiind concepută pentru producția de prototipuri, care de obicei nu depășește 500 de bucăți. Acest sistem de clasificare definește standardele de finisare a matriței care sunt esențiale pentru performanța matriței și calitatea pieselor.

În modelarea prin injecție a prototipurilor, accentul se pune pe calitatea piesei mai degrabă decât pe durabilitatea sculei. Acest lucru este deosebit de important în timpul FAI pentru a verifica dacă piesele au sau nu caracteristicile necesare. În timp ce matrițele de injecție de producție se concentrează pe timpul de ciclu și pe durata de viață a sculei, matrițele prototip se concentrează pe obținerea celei mai bune calități a piesei, chiar dacă aceasta înseamnă pierderea optimizării timpului de ciclu.

Pe de altă parte, proiectarea și construcția matrițelor de injecție de producție se concentrează pe aspecte precum durata ciclului, calitatea pieselor și durata de viață a sculelor (cicluri). Aceste matrițe sunt concepute pentru a fi utilizate în producția de volum mare, cu piese de înaltă calitate și cu o nevoie redusă sau inexistentă de înlocuire frecventă.

Decizia cu privire la ce matriță de injecție să utilizați, prototip sau producție, depinde de mai mulți factori, cum ar fi aplicația, cantitatea de piese necesare și calitatea. Fiecare tip de matriță are punctele sale forte și slabe și este important să înțelegeți aceste diferențe atunci când alegeți o matriță pentru turnare prin injecție.

Contactați SIncere Tech pentru proiectul dvs. de prototip

Dacă sunteți în căutarea unor servicii profesionale de turnare prin injecție a prototipurilor, puteți apela la Sinceretech. Aceștia au parteneri de producție de încredere în întreaga lume care se concentrează pe turnarea prin injecție și oferă servicii de la concept la producție. Sinceretech oferă multe servicii, cum ar fi Imprimare 3D și turnare prin injecție, astfel încât să puteți selecta procesul adecvat în funcție de faza de dezvoltare. Această abordare integrată conduce la eficiență în procesul de producție, deoarece poate fi utilizată pentru a crea piese complexe, de exemplu, prototipuri, cu o viteză foarte mare.