L'impression 3D a beaucoup à voir avec le moulage par injection. A travers cet article, vous pourrez comprendre pourquoi les moules d'injection d'impression 3D existent, et le processus de leur fabrication. Des moules d'injection d'impression 3D pour façonner l'avenir
Qu'est-ce qu'un moule d'injection imprimé en 3D ?
Le moulage par injection est l'un des processus de fabrication les plus courants dans l'industrie des plastiques. Essentiellement, le plastique fondu est injecté dans la cavité du moule, on le laisse durcir en refroidissant, puis le moule est ouvert et la pièce en plastique retirée. Le moulage par injection est principalement utilisé pour la production de masse en raison de ses coûts initiaux élevés en termes de conception, de test et d'outillage. Bien sûr, le prix unitaire chute considérablement au fur et à mesure que les pièces sont produites, ce qui est la raison et l'avantage d'utiliser le moulage par injection pour la production de masse.
Pourquoi utiliser l'impression 3D ?
Le moule d'injection lui-même est un bloc de métal avec des cavités qui déterminent la forme du produit en cours de fabrication. Traditionnellement, les moules sont conçus et produits par des fraiseuses à commande numérique par ordinateur (CNC), qui sont très coûteuses. Étant donné que les moules sont généralement fabriqués à partir de métaux tels que l'acier et l'aluminium, ils sont difficiles à changer une fois produits. Par conséquent, les moules d'injection d'impression 3D offrent une alternative bon marché et flexible.
Comment imprimer un moule en 3D ?
1) Traitement des données
Les moules d'injection d'impression 3D se font de la même manière que l'impression d'autres objets imprimés en 3D :
Les moules d'injection sont conçus à l'aide d'un logiciel de CAO tel qu'AutoCAD ou Fusion 360.
Les fichiers de conception sont enregistrés au format STL et découpés en code G.
2) Utilisez une imprimante 3D pour imprimer le moule couche par couche.
3) Montez le moule dans le cadre métallique et préparez-le pour le moulage par injection.
Les matériaux pour les moules d'injection d'impression 3D nécessitent des produits à haute résistance et rigidité pour résister à la pression générée pendant le processus d'injection. De plus, il devra être résistant aux hautes températures.
Voici quelques matériaux couramment utilisés pour les moules d'injection d'impression 3D :
PETG (polyéthylène téréphtalate)
ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène)
Nylon (ou Polyamide)
PP (polypropylène)
TPE (élastomère thermoplastique)
POM (Polyoxyméthylène, alias Delrin ou Acétal)
Les moules d'injection d'impression 3D peuvent être réalisés à l'aide de SLM, SLA, FDM, jet de matière et SLS. Cela dit, SLA est la méthode d'impression 3D préférée pour produire des moules d'injection en raison de la précision dimensionnelle élevée et de la surface lisse qui sont idéales pour les moules d'injection.
Il y a une chose que vous devez savoir sur les cadres métalliques et leur rôle dans les moules à injection. Le cadre fournit un support pour la pression et la chaleur générées pendant le processus de moulage par injection. Étant donné que le cadre métallique peut être utilisé de manière universelle, seule la partie centrale du moule doit être imprimée en 3D, ce qui permet de changer facilement et de manière flexible la conception. Cependant, dans le cas de l'impression 3D de l'ensemble du moule, il faut plus de matière et des temps d'impression plus longs.
Avantages et inconvénients du moule d'injection d'impression 3D
L'impression 3D est une excellente option pour produire des moules à injection, mais elle a aussi ses inconvénients. La comparaison suivante exclut les moules d'impression 3D en métal.
Avantage
1. Faible coût : La méthode traditionnelle de production de moules à injection est très coûteuse et prend du temps, nécessitant des machines de précision et l'expertise du fabricant de moules. Et l'impression 3D est un moyen moins cher de fabriquer des moules. Selon les rapports, par rapport à la technologie traditionnelle, les moules d'impression 3D peuvent économiser jusqu'à 80 % du coût.
Flexibilité et efficacité : l'impression 3D réduit considérablement le temps de conception et de production. Toute personne ayant une expérience de l'impression 3D peut imprimer un moule, et si elle n'est pas satisfaite, il suffit de modifier le design et d'en imprimer un autre.
2. Adaptation à la production de petits lots : Le coût initial des moules à injection fabriqués par des méthodes traditionnelles telles que le fraisage CNC est élevé. Par conséquent, il n'est rentable que si la sortie est suffisamment importante. D'autre part, les moules imprimés en 3D sont beaucoup moins chers à fabriquer et sont mieux utilisés pour la production de petits à moyens volumes sans les coûts initiaux élevés.
Désavantages
1. Temps de production plus long : étant donné que le plastique a une conductivité thermique inférieure à celle du métal, les moules en plastique imprimés en 3D prennent plus de temps pour produire des produits, ce qui prolonge le temps de production global et réduit la productivité.
2. Retrait : Comme beaucoup d'autres objets imprimés en 3D, les moules d'injection imprimés en 3D peuvent rétrécir lorsqu'ils sont refroidis, ce qui est un problème courant dans l'impression 3D. Cela peut causer des problèmes lorsque des dimensions exactes sont requises.
3. Faible intégrité structurelle : La plupart des moules d'impression 3D sont en plastique, qui ne peut pas résister à des températures et à des pressions élevées pendant une longue période. Cela fait vieillir le moule d'injection imprimé en 3D au niveau des portes et des soudures.
Frontier Research sur le moulage par injection d'impression 3D
un. Revêtement de surface
Les moules d'injection imprimés en 3D sont sujets à la dégradation sous des températures et pressions élevées. Améliorer la durée de vie de la surface avec des revêtements protecteurs est un moyen de prévenir la dégradation thermique. Le dépôt d'une couche de métaux, de nitrates métalliques, de céramiques et d'oxydes sur la surface d'un moule d'injection imprimé en 3D améliore sa résistance à la chaleur et à la déchirure.
b. Matériaux composites thermoconducteurs
La conductivité thermique est une mesure de la capacité d'un objet à conduire la chaleur. Le métal conduit mieux la chaleur que le plastique. En d'autres termes, les métaux peuvent être chauffés ou refroidis plus rapidement que les plastiques. Étant donné que les moules à injection imprimés en 3D (moules) ont des phases de chauffage et de refroidissement plus longues que les moules CNC, ils ont également des temps de cycle plus longs. Seulement moins de produits peuvent être fabriqués dans une période donnée, et le coût de production augmentera par rapport aux moules métalliques traditionnels. Pour résoudre ce problème, des additifs thermiquement conducteurs sont ajoutés au matériau du moule pour améliorer le processus d'injection. Par exemple, du nitrure de bore peut être ajouté à l'ABS et des particules de fer à l'époxy.
Moule d'injection d'impression 3D en métal
Le métal conduit mieux la chaleur que le plastique, alors pourquoi ne pas imprimer en 3D des moules à injection de métal ? Avec les développements récents de l'impression 3D métallique, cela commence également à être beaucoup utilisé. Cependant, le métal d'impression 3D est toujours beaucoup plus cher que le plastique, de sorte que le coût initial reste élevé.
Précautions pour les moules d'injection d'impression 3D
Avant de commencer à imprimer des moules à injection, tenez compte des conseils utiles suivants :
Quantité d'impression : Assurez-vous de savoir combien vous devez en faire ! Gardez à l'esprit que les moules d'injection d'impression 3D ne sont destinés qu'à de petits lots (30 à 100, selon le moule). Donc, si vous prévoyez d'en faire des milliers, vous voudrez peut-être envisager des moules ordinaires.
Ajoutez un angle de dépouille : les angles droits peuvent rendre les pièces moulées par injection difficiles à sortir du moule, alors essayez d'ajouter un angle de dépouille de 2- degrés pour faciliter le glissement de l'objet.
Si vous avez également besoin de ce moule de plainte principal d'impression 3D pratique, vous pouvez contacter JR Technology Company, nous pouvons vous fournir des conseils professionnels et des produits de haute qualité. Contactez comme ci-dessous :
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