Некоторые думают, что литье пластмасс под давлением предназначено только для массового производства конечных продуктов; большинство людей думают, что стальные формы предназначены для литье в больших объемах и алюминиевые формы предназначены для литье под давлением в малых объемах но дорогое производство. Однако, настало время оспорить эти предположения. Таким образом, литье под давлением, которое обычно считается процессом, подходящим для крупносерийного производства, может эффективно использоваться как в прототипировании, так и в мелкосерийном производстве.

Да, прототипы литьевых форм имеют некоторые затраты, но они не очень высоки в современном мире. В отличие от прошлого, когда изготовление форм, как говорили, занимало месяцы, теперь компетентный производственный партнер может создавать формы за недели.

Когда речь идет о прототип литья под давлением, необходимо учитывать общую картину. Это подразумевает конструкцию детали, тип используемого материала, стоимость инструментов и время, затрачиваемое на производственный процесс. Когда вы способны видеть общую картину, вы можете избежать принятия дорогостоящих и трудоемких решений. Поэтому, если кто-то сообщил вам, что литье под давлением не подходит для создания прототипов, вам давно пора изменить свое мнение.

Изучение прототипа литья под давлением

За последние несколько лет технология 3D-печати изменила значение термина «быстрое прототипирование» и теперь является возможным вариантом для традиционного производства. С развитием технологий печати, спекания материалов и процесса отделки, а также доступности большего количества материалов для использования появились новые возможности. Одним из основных достижений является возможность использования 3D-печати при разработке литьевых прототипов инструментов для мелкосерийного прототипирования и производства. Эта технология постепенно внедряется разработчиками продукции, производителями инструментов и контрактными производителями из-за следующих преимуществ.

Общепринятый прототип литья под давлением широко известно, что он очень эффективен в крупносерийном производстве. Алюминиевые формы способны изготавливать тысячи деталей, в то время как стальные формы обеспечивают самую высокую производительность массового производства. Однако эти традиционные процессы часто бюрократичны и дороги, особенно когда в процессе есть ошибки. Применение 3D-печатных инструментов при литье под давлением прототипов обходится дешевле, чем при полномасштабном производстве, а также снижает вероятность исправления ошибок в оснастке.

Преимущества литья под давлением при прототипировании

Прототипное литье под давлением является одним из полезных методов, которые можно использовать в процессе разработки продукта для минимизации риска массового производства. Вот преимущества, которые, скорее всего, будут реализованы:

Доступное прототипирование

Использование 3D-печати в разработке прототипы литьевых форм может оказать большую помощь в сокращении расходов, а также времени, затрачиваемого на процесс прототипирования. Традиционные формы изготавливаются из алюминия или стали; они дороги и не могут быть легко изменены после изготовления, что становится проблемой, если требуются изменения. Однако формы, напечатанные на 3D-принтере, дешевле и быстрее вносят изменения, как подчеркивается в сравнении затрат и анализе времени на оснастку.

Реалистичное функциональное тестирование

Прототипное литье под давлением также относительно дешево и позволяет тестировать продукт с материалом, из которого он будет изготовлен. Формы для 3D-печати обычно изготавливаются из пластика и могут быть армированы керамическими волокнами; они могут выдерживать давление при работе с различными термопластиками, такими как поликарбонат, нейлон 66, ABS, POM, Ultem и GF Ultem. Это позволяет создавать более двадцати прототипов, которые практически идентичны конечному продукту для тестирования и оценки.

Быстрые циклы обратной связи

Крайне важно отметить, что обратная связь является существенным аспектом в разработке продукции, и поэтому она должна быть максимально быстрой. Литье под давлением прототипов позволяет производить небольшие партии деталей, которые можно легко предоставить бета-тестерам и инженерным отделам. Такое короткое время выполнения заказа особенно полезно для удовлетворения клиентов и для организаций с филиалами или предприятиями, чтобы гарантировать, что у них не закончатся запасные части.

Предотвращение проблем на поздней стадии

Ненормально достигать совершенства с первой попытки проектирования. Самые большие проблемы — это время и деньги, которые тратятся на ошибки, возникающие на более поздних этапах проекта. Если идея литья прототипа под давлением применяется на ранних стадиях разработки, то можно избежать некоторых производственных проблем, поскольку они будут выявлены и устранены до того, как станут еще хуже.

Таким образом, применяя литье под давлением прототипов, разработчики продукции получают возможность предложить лучший и более эффективный способ разработки продукта, который поможет сократить разрыв между концепцией и фактическим производством продукта.

Сравнение литья прототипов и массового литья

Классификация литья пластмасс под давлением в основном осуществляется по количеству изготавливаемых деталей; это делается между производством прототипов и производством конечных деталей. Хотя оба метода схожи по технологиям, используемым для производства детали, оба метода разработаны так, чтобы быть экономически эффективными, функциональными и механически прочными для конкретной детали. Основное различие заключается в типе используемой формы.

В прототипном формовании процесс подразумевает использование пресс-формы с ЧПУ для впрыска расплавленного термопластика и его последующего охлаждения. Уникальность этого процесса заключается в том, что вместо обычных стальных пресс-форм используются алюминиевые пресс-формы. Алюминиевые пресс-формы не только увеличивают скорость производства, но и снижают стоимость производства, и поэтому подходят для производства деталей, которые готовы к использованию.

Могут использоваться различные типы пластиковых конструкционных материалов, что дает широкий спектр возможностей, даже если форма сделана из одного материала. Основная цель прототипного формования — сократить время, необходимое для изготовления, и общую стоимость изготовления.

Когда следует выбирать прототипное литье под давлением?

Ниже приведены некоторые факторы, которые помогают определить, когда использовать прототипное формование. Во-первых, оно эффективно на этапе проектирования и при тестировании материалов, поскольку обеспечивает реальный подход к анализу затрат и возможностей. Во-вторых, при проверке функциональности деталей, которые должны быть произведены в больших количествах, прототипное формование дает прекрасную возможность протестировать детали перед их запуском в крупномасштабное производство.

Кроме того, прототипное формование может повысить эффективность НИОКР и сократить время выхода на рынок, поэтому оно популярно среди компаний, которые стремятся быстро выйти на рынок. Другим фактором, который необходимо учитывать, является прототипное формование, которое подходит, когда требуется производство около 10 000 единиц, а стоимость формования относительно высока.

С другой стороны, массовое литье подразумевает использование форм, изготовленных из стальных материалов для долгосрочного использования при производстве большого количества деталей. Эти формы также способны вмещать более сложную геометрию деталей и рассчитаны на длительные производственные циклы. Стоимость изготовления форм для массового производства относительно выше, чем стоимость прототипных форм из-за использования высококачественной стали и трудоемких процессов; однако стоимость за единицу относительно низкая для больших партий. Однако формы для массового производства требуют больше времени на изготовление и больше денег на начальном этапе, но они дешевле за единицу и идеально подходят для больших производственных циклов.

Преимущества литья пластмасс под давлением

Быстрое литье под давлением пластиковых деталей посредством прототипирования имеет многочисленные преимущества, которые очень важны при разработке продукта. Этот метод не только позволяет инженерам и конструкторам подтверждать качество деталей, но и позволяет им использовать реальные детали для рыночных испытаний перед финализацией проектов. Помимо проверки дизайна и структурной валидации, быстрое литье под давлением прототипов помогает оптимизировать конструкции оснастки для производственных циклов.

Он оказывается наиболее полезным для продуктов, которые имеют высокие эстетические стандарты и производительность на ранних стадиях жизненного цикла продукта. Разумно проконсультироваться с MSI Mold для быстрого расчета стоимости литья под давлением прототипа, прежде чем инвестировать в дорогостоящую производственную оснастку. Вот некоторые другие существенные преимущества прототипирования пластиковых деталей перед полномасштабным производством:

1. Ускоренный и надежный запуск продукта: Прототипирование и рыночное тестирование могут помочь преодолеть ряд проблем, которые являются коренной причиной многих неудач продукта, включая неточную оценку стоимости и недостаточное понимание рынка. Такой подход делает процесс вывода продукта на рынок менее проблематичным и более эффективным.
2. Улучшенная функциональность и внешний вид продукта: Оценить производительность и внешний вид образцов-прототипов в реальном мире проще, чем оценивать их по инженерным чертежам или даже визуализациям.
3. Оптимизированный процесс проектирования: Прототипирование полезно для сокращения общего времени, затрачиваемого на проектирование и обзор дизайна, поскольку оно предоставляет физическое доказательство осуществимости продукта. Это связано с тем, что когда у кого-то в руках есть прототип детали для литья пластмасс под давлением, легче убедить заинтересованных лиц.
4. Экономия затрат на оснастку: Быстрое литье под давлением прототипов полезно для выявления любых проблем, которые могут присутствовать, до того, как они будут включены в производственную оснастку, тем самым минимизируя вероятность необходимости переделывать оснастку. Этот подход является проактивным и приводит к большой экономии в долгосрочной перспективе по сравнению с реактивным подходом.

Таким образом, использование метода быстрого литья под давлением прототипов для производства деталей из пластика не только гарантирует качество продукции и ее товарность, но и способствует улучшению процесса разработки продукции с точки зрения времени и стоимости.

Факторы, влияющие на выбор материала при литье под давлением

Выбор правильного материала очень важен как при литье под давлением прототипа, так и при литье под давлением в производстве. Однако им разрешено использовать те же самые пластмассы, если они соответствуют некоторым факторам. Например, стеклонаполненный нейлоновый материал хорош для производства, но он быстрее изнашивает формы для литья прототипа, поскольку является абразивным. Однако, когда дело доходит до прототипирования набора из примерно 100 деталей, износ не так критичен, как при изготовлении 10 000 деталей.

Существует разница между тем, что известно как товарный пластик и инженерный пластик с точки зрения используемого материала. Товарный пластик дешевле инженерного пластика, но у него могут быть не те же механические характеристики. Например, литье под давлением ПЭЭК, конструкционный пластиковый материал, используемый в медицинских приборах, является относительно дорогим и может быть доступен в небольших количествах, особенно при покупке большими партиями.

Если вы собираетесь сделать прототип, который будет работать как настоящий, то вы можете использовать более дешевый материал, такой как полифенилсульфон (PPSU). Однако стоит отметить, что ППСУ может быть достаточным, но это может не повлиять на формуемость вашей детали в той степени, в которой предполагаемый производственный материал — PEEK. Другим вариантом может быть применение метода аддитивного производства с помощью нитей для 3D-печати из таких материалов, как PPSU или PEEK. Этот метод может быть полезен для сокращения затрат на оснастку и позволяет использовать предпочтительный пластиковый материал.

Таким образом, выбор материала является одним из важнейших факторов, определяющих успешность процессов литья под давлением прототипа и производства, а также стоимость конечных деталей при одновременном соблюдении их механических требований и формуемости.

Сравнение характеристик прототипов и серийных литьевых форм: сталь против алюминия

Разница между прототипными и производственными литьевыми формами не ограничивается только выбором металла. Оба они могут быть изготовлены из алюминия или стали, но они различаются по ряду существенных параметров. Одним из них является класс пресс-форм SPI (Общество пластмассовой промышленности), причем класс 105 предназначен для производства прототипов, которое обычно не превышает 500 штук. Эта система классификации определяет стандарты отделки пресс-форм, которые играют важную роль в производительности пресс-формы и качестве деталей.

При литье под давлением прототипа акцент делается на качестве детали, а не на долговечности инструмента. Это особенно важно во время FAI, чтобы проверить, обладают ли детали требуемыми характеристиками или нет. В то время как литьевые формы для производства фокусируются на времени цикла и сроке службы инструмента, прототипные формы фокусируются на получении наилучшего качества детали, даже если это означает потерю некоторой оптимизации времени цикла.

С другой стороны, проектирование и конструкция литьевых форм для производства фокусируются на таких аспектах, как время цикла, качество деталей и срок службы инструмента (циклы). Эти формы предназначены для использования в крупносерийном производстве с высококачественными деталями и с незначительной или нулевой потребностью в частой замене.

Решение о том, какую литьевую форму использовать, прототип или производство, зависит от нескольких факторов, таких как применение, количество необходимых деталей и качество. Каждый тип пресс-формы имеет свои сильные и слабые стороны, и важно понимать эти различия при выборе пресс-формы для литья под давлением.

Свяжитесь с SIncere Tech для вашего проекта прототипа

Если вы ищете профессиональные услуги по литью прототипов под давлением, вы можете обратиться в Sinceretech. У них есть надежные производственные партнеры по всему миру, которые специализируются на литье под давлением и предоставляют услуги от концепции до производства. Sinceretech предлагает множество услуг, таких как 3D-печать и литье под давлением, поэтому вы можете выбрать подходящий процесс в зависимости от фазы разработки. Этот комплексный подход приводит к эффективности в процессе производства, поскольку его можно использовать для создания сложных деталей, например, прототипов, с большой скоростью.