מדפסת תלת-ממד EP-M260
חומר: פלדה לתבניות
בקצרה:
ייצור תבנית מתכת אופטימלית באמצעות מדפסת תלת מימד למתכת EP-M260 מבית E-Plus 3D תוך שילוב תעלות קירור קונפורמיות (conformal) במטרה לשפר את איכות המוצר הסופי ויעילות ההזרקה.
רקע:
הזרקת פלסטיק נחשבת לאחת משיטות הייצור הנפוצות ביותר ומשמש לייצור רכיבי פלסטיק וגומי. עם העלייה בדרישות האיכות, הצורך בייצור תבניות אופטימליות הפך לקריטי.
כשיטת ייצור המונית מובילה, הזרקת פלסטיק אחראית לחלק ניכר מהמוצרים הפלסטיים בהם נעשה שימוש יומיומי. ייצור תבניות מסורתי נעשה באמצעות טכנולוגיית ,CNC אך לשיטה זו מגבלות משלה.
הדפסת מתכת תלת-ממדית פורצת את המגבלות הללו ומאפשרת ייצור תבניות חדשניות שאינן ניתנות לייצור בשיטות מסורתיות – תוך התגברות על מגבלות הנדסיות קיימות.
חברת E-Plus 3D נקראה למשימה: ייצור תבנית שתענה על דרישות הלקוח, שכללו:
מדפסת המתכת EP-M260 ייצרה תבניות הזרקה לגביעים (Cupping Injection Molds)
- שיפור שקיפות הגביע
- הפחתת משקל המוצר
- שיפור יעילות תהליך ההזרקה
האתגר:
תבניות לייצור הגביעים שיוצרו בעבר בטכנולוגיית CNC סבלו משקיפות נמוכה (עקב חומר (PS וממערכת קירור מוגבלת. התעלות בתבנית יכלו להיות רק אנכיות וכיסו שטח מוגבל, מה שהוביל לקירור לא יעיל ולשקיפות ירודה בתוצר הסופי.
הפתרון:
שימוש בהדפסת תלת-ממד אפשר תכנון מתקדם של תעלות קירור קונפורמיות, המקיפות את כל חלקי התבנית ומביאות לקירור אחיד, מהיר ויעיל.
באמצעות סימולציות תרמיות ממוחשבות הוכח שפתרון זה מפחית את טמפרטורת העבודה ב-74°C לעומת תבנית מסורתית.
התוצאות:
- לאחר קירור של 15 שניות, המוצר הסופי היה קר יותר ב-60°C לעומת תוצר מתבנית מסורתית
- יעילות הקירור עלתה ב-60%
- זמן הקירור ירד ל-16.63 שניות, לעומת 22.97 שניות בתבנית מסורתית – חיסכון של יותר מ-6 שניות
- יעילות ההזרקה השתפרה בכ-26%
תעלות הקירור הקונפורמיות שהודפסו במדפסת המתכת הביאו להבדל טמפרטורה מירבי של 5°C בלבד בין כניסת ויציאת נוזל הקירור – בהתאם לדרישות התכנון. הלחץ בתבנית עמד על 0.3MPa בהתאם לסטנדרטים של מערכות בקרה תרמיות, ללא זרימה חוזרת, מערבולות או קיפאון.
לסיכום:
תבניות מתכת שהודפסו בתלת-ממד עם תעלות קירור קונפורמיות אינן רק עומדות בדרישות של תהליך ההזרקה – הן מציעות יתרונות ביצועים משמעותיים לעומת תבניות מסורתיות: יעילות גבוהה יותר, קירור מהיר ואחיד, שיפור באיכות המוצר הסופי וחיסכון בזמן ובעלות.
