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金属与聚合物3D打印模具,哪个更好?

发布时间:2020-10-13

  在过去的20年中,人们已经对3D打印的注塑模具工具的使用进行了广泛的讨论和测试。该技术的实施稳步增长。尽管该技术还远未达到“普通”的水平,但真正的创新者现已在许多行业中完全接受了它。

  金属和聚合物3D打印技术的进步已帮助推动3D打印工具的发展,围绕的是低成本和快速周转的这两个主题。经常出现的客户问题是:“哪个更好?” 模塑商应着眼于金属和聚合物3D打印工具之间的主要区别,以及每种技术在产品生命周期中最适合的地方。

  时间就是金钱

  尽管两种技术都具有显着的成本和时间优势,但计算这些利益的方式却大不相同。基于聚合物的型芯和型腔的用户专注于掌握第一枪所需的时间。这些模具可以在几天内印刷并运行。通过这种方法,可以在一周内验证多次设计迭代,这对于原型注塑成型至关重要。用户可以从新产品发布中节省几个月的时间。要考虑的一项权衡是,聚合物3D打印的模具的模具运行时间较长,因为模具的冷却速度不够快。这些较长的周期通常可以接受,因为在原型初期阶段所需的零件数量很少。

聚合物印刷工具的冷却选项与传统金属工具不同。

  基于聚合物的3D打印工具的成本也有重要的折衷考虑。与金属相比,基于聚合物的工具的印刷成本可降低60%至90%(几百美元或更少,而金属则为3000至8000美元)。尽管这些节省是引人注目的,但仍需要考虑工具的使用寿命以获取真实的图像。金属工具可以持续数万或数十万次循环,而聚合物工具的寿命通常以上百次枪击来衡量。

在生命周期的早期阶段,当需要50-100个零件时,这个方程很容易解决。

  聚合物3D打印工具可以外包给服务部门,也可以在内部设备上生产,以加快响应速度。无论哪种情况,基于聚合物的工具都需要考虑一些设计注意事项才能获得最佳结果。这包括更宽松的拔模角度和通风策略。

  无论您采用3D打印聚合物模具工具的采购策略,与拥有深厚应用程序技术知识并可以帮助您做出正确设计选择的供应商合作都是明智的。

  聚合物3D打印机的资本投资范围从10,000美元到数十万美元不等。选择合适的打印机取决于特定应用所需的生产能力和材料特性。模制工程级塑料,例如ABS,PC,尼龙以及更高版本,需要3D打印的模具,并使用高性能材料打印,这些材料通常无法在入门级打印机上运行。

  使用3D打印的金属工具,时间优势集中在周期时间和生产率上。金属技术的关键属性是能够制造具有复杂保形冷却通道的模具的能力,从而可以缩短循环时间。对于周期时间至关重要的大批量方案,这是自然的选择。使用传统的加工技术根本不可能制造出适形的冷却通道。请注意,保形冷却的好处并没有转化为具有低传热系数的基于聚合物的工具。

  与金属3D打印工具相关的成本节省通常在生产现场实现,而不是在工具本身的内部实现。金属3D打印机和材料价格昂贵,并且模具在投入生产之前需要进行大量的后期加工和机加工。现在可以使用一些令人兴奋的新技术,这些技术集成了加法和减法技术并有助于缩小这一差距。金属的材料选择和质量等级。

  3D打印的模具也呈上升趋势,从而使此选项更具吸引力。随着传统和3D打印金属工具之间的模具成本差距缩小,使用金属3D打印模具的最大收益仍然是更高的印刷利用率。例如,当周期时间减少20%时,印刷机的利用率就会提高20%。模塑商每天可以使用相同的固定设备将更多零件送出门。运送更多的零件=更多的钱和更高的客户满意度。

  3D打印模具的两个面实际上并没有竞争,而是随着产品从概念到成熟的发展,它们相互补充。

  当设计仍在发展时,在原型注塑阶段进行保形冷却设计是不切实际的。同样,具有较长循环时间和有限寿命的基于聚合物的工具也不是批量生产的实际解决方案。与这两种技术都一致的一个主题是,它们都需要成型商方面的投资和承诺,以学习如何最佳地利用该技术。这是在市场上建立可持续竞争优势的基础。

  我们致力于通过将增强纤维结合到材料中来提高3D打印聚合物工具的标准。这些工具可以承受“具有挑战性的材料”,为原型注塑成型提供足够的机会。

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