In anni recenti, con lo sviluppo dell'industria 4.0, l'industria manifatturiera in Cina si sta sviluppando rapidamente da “produzione” a “produzione intelligente”. 3La tecnologia di stampa D è stata ampiamente utilizzata nell'industria manifatturiera cinese. 3Le stampanti D possono fornire un supporto efficiente ea basso costo per la progettazione e la produzione degli stampi. Anche con il rapido sviluppo della tecnologia di stampa 3D, in alcune zone, ha gradualmente iniziato a sovvertire la tecnologia degli stampi, instaurando con essa un rapporto concorrenziale diretto.
“Rispetto alla tecnologia di stampa 3D, la produzione tradizionale di stampi richiede più fasi e processi, e il ciclo di produzione dello stampo è più lungo. Quando un produttore di stampi lancia un nuovo prodotto, il nuovo prodotto deve superare rigorosi standard e certificazioni internazionali prima di essere immesso sul mercato, e la certificazione di molte parti richiederà molto tempo. Ciò porrà i nuovi prodotti in una posizione molto svantaggiosa in termini di tempo per conquistare il mercato. E lo stampo a iniezione per stampa 3D è una soluzione efficiente. Produttori rinomati lo fanno utilizzando la tecnologia di stampa 3D per realizzare stampi a iniezione nei loro laboratori aperti. Secondo il segretario generale dell'Associazione internazionale di modellistica, Luo Baihui, di solito ci vogliono da diverse settimane a due mesi per produrre uno stampo. Utilizzando la tecnologia di stampa 3D, il prototipo dello stampo può essere completato in poche ore, e può essere modificato immediatamente in base ai risultati del test. Quindi viene iniettato il campione del prodotto finale. I campioni di questi prodotti possono essere inviati direttamente per la certificazione, mentre tradizionale ,la vecchia produzione potrebbe essere ancora in produzione. Ancor prima della conferma definitiva dello stampo, 3I prodotti di stampa D sono stati certificati, accorciando notevolmente il ciclo di sviluppo. Solo nel ciclo di produzione degli stampi, 3La tecnologia di stampa D ha avuto un certo impatto sulla tradizionale produzione di stampi.
Tuttavia, gli esperti del settore affermano che la tecnologia di stampa 3D presenta molti vantaggi, come il ciclo produttivo breve, materie prime convenienti, pressione uniforme del prodotto e così via, 3La tecnologia di stampa D non può sostituire completamente i metodi tradizionali di produzione degli stampi, perché ci sono ancora alcuni problemi nel processo di produzione della tecnologia di stampa 3D. Per esempio, 3La tecnologia di stampa D consiste nell'elaborare i prodotti strato dopo strato, che ridurrà il ciclo di produzione dello stampo, ma comportano anche un effetto a gradini sulla superficie dello stampo. Problemi simili esistono negli stampi per la stampa diretta, che richiedono lavorazioni meccaniche o sabbiature per eliminare questi minuscoli, bordi dentati nella fase successiva. Inoltre, buchi inferiori a 1 mm deve essere forato, i fori più grandi necessitano di alesatura o perforazione, le caratteristiche della filettatura richiedono maschiatura o fresatura, queste elaborazioni secondarie indeboliscono notevolmente il vantaggio in termini di velocità della stampa 3D.
Allo stesso tempo, al fine di garantire una buona fluidità del materiale, gli stampi a iniezione devono essere riscaldati a temperature molto elevate. Solitamente vengono sottoposti a stampi in alluminio e acciaio 500 F (260 C) o anche ambienti a temperatura più elevata, soprattutto nella lavorazione di materie plastiche ad alta temperatura come i materiali PEEK e PEI. È facile produrre migliaia di parti con stampi metallici, che possono essere utilizzati anche come stampi transitori prima che esca la produzione finale degli stampi. I materiali per stampi prodotti mediante la tecnologia di stampa 3D sono generalmente resine fotosensibili o termoindurenti, che vengono polimerizzati con luce ultravioletta o laser. Sebbene questi stampi in plastica siano relativamente duri, vengono distrutti molto rapidamente nelle condizioni del ciclo termico dello stampaggio a iniezione. Infatti, in ambienti miti, 3Gli stampi per la stampa D di solito falliscono all'interno 100 volte, come plastica ad alta temperatura come polietilene e stirene. Per policarbonato caricato con vetro e plastiche resistenti alle alte temperature, è possibile produrre solo poche parti.
Inoltre, uno dei motivi principali per utilizzare la stampa 3D è il suo basso costo. Il costo degli stampi lavorati a macchina di livello produttivo è generalmente $20,000 o più, il che significa che sono paragonabili a $1,000 stampi da stampa. Tuttavia, questa analogia non è giusta. La valutazione delle edizioni a stampa considera solitamente solo il consumo di materiale, ma non considera manuale, assemblaggio e installazione, sistema di iniezione e hardware. Lo stampo in alluminio di ProtoLabsd, Per esempio, costi $1,500 produrre. Se è necessario produrre più parti, utilizzando lo stampo per stampa 3D, ogni 50-100 i prodotti devono essere ristampati, macchina di assemblaggio per collaudo nuovo stampo. Considerando il fatto che la Cina è diventata la seconda economia più grande del mondo, indipendentemente dalla plastica utilizzata, lo stampo in alluminio è solitamente in buon servizio dopo la produzione 10,000 parti. Perciò, in termini di costi di produzione, 3La stampa D non è più conveniente rispetto ai tradizionali metodi di produzione di matrici.
Inoltre, nella progettazione del prodotto, il principio e la pratica della produzione tradizionale di stampi a iniezione hanno una storia di oltre un secolo. L’industria lo ha studiato a fondo, ad esempio l'angolo di disegno deve essere maggiore o uguale a 5 gradi per soddisfare i requisiti della maggior parte degli stampi in alluminio. Le parti in plastica stampate a iniezione per gli stampi per la stampa 3D devono affrontare sfide, ed è necessaria particolare attenzione al numero e alla posizione dei perni di espulsione per gli stampi in plastica. In termini di aumento dello spessore della parete della cavità e riduzione della pressione, 3Stampi per stampa D (temperatura di iniezione particolarmente elevata) sono più flessibili in una certa misura. Anche il design del cancello è diverso. Dovrebbero essere evitati cancelli a tunnel e cancelli a punto. Cancello diretto, il cancello del settore e il cancello dell'ala dovrebbero essere aumentati fino a tre volte la dimensione normale. La direzione del flusso del polimero nello stampo di stampa deve essere coerente con la linea di stampa 3D per evitare un riempimento elevato causato dalla viscosità e dalla bassa pressione. Il sistema di raffreddamento può migliorare in una certa misura la durata dello stampo, ma non ridurrà significativamente il numero di cicli dello stampo da stampa, perché la capacità di dissipazione del calore della stampa 3D non è buona quanto quella dell'alluminio o dell'acciaio.
In sintesi, 3La tecnologia di stampa D non sostituirà completamente lo status del tradizionale settore della produzione di stampi e stampi. Rispetto alla tradizionale produzione di stampi, 3Lo stampo per stampa D presenta ancora alcuni difetti nella qualità del prodotto, costo del prodotto e progettazione dello stampo. inoltre, 3La stampa D non è adatta alla produzione di massa. Il costo unitario di produzione 1 pezzo e 10,000 i pezzi sono quasi gli stessi, e quando è necessaria la stampa 3D.
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