“3D打印工艺使制作流程减少至少6周以上的时间,因为现在封装胶可以使用实际的设备进行装配。我们也评估材料处理方面的损伤给整个装配过程造成的风险。”
在全球许多行业,3D打印已经成为快速制造部件和装配件的首选技术。尽管在汽车赛车、定制型医疗装置和其他行业取得了成功, 当需要3D打印生产型模具和机加工件时,许多工程师的态度可以概括为三个字:“证明它。”
南极熊了解到,Cooper Environmental Services公司位于俄勒冈州比佛顿,是一家从事污染监测系统的公司。康纳斯是其机械设计和文件管控主管。
康纳斯通过3D Systems的云端服务Quickparts快速得到3D打印原型。Quickparts为定制件提供即时线上报价、具有3D设计到制造流程的专业经验和提供经过验证的制造服务支持。
康纳斯不知道的是Quickparts是否可以满足她的需求制作出生产级品质的模具。
“我知道不是所有的3D打印粉末和液体都具有与传统材料相同的性能,所以我想要在实际的环境中测试下用于制作模具的材料性能。”
能否承受高温?
她的第一个测试案例就是为了确认Quickarts是否真的能做到:减少数月的周转时间,从而制作出一个可用于硫化橡胶壳的匹配模具。这个外壳可遮盖一个装配件,这个装配件用于在连续排放检测系统中进行热传递。这个系统被置于全球的烟气能量堆来监控金属污染物。
(图:CooperEnvironmental Systems为硫化橡胶壳的3D打印模具所制作组件的CAD模型)
“一般情况下,我们需要至少等到3-4个月才能得到实际的装配件,相关的运费也很昂贵,对于制造商来说,一次性装配后,他们会使用实际的部件作为模具,从而使橡胶成型。最终,所有这些都会进入真空状态下的硫化炉来制作出部件。”
康纳斯联系了Quickparts,Quickparts发送给她材料数据表和她可能用得上的材料组合样品箱。她把样品材料寄送给她的供应商,请他们来测试几个被选择的样品。这些样品被放在用于制作生产型部件的炉子中经受325℉@1.5~2.0大气压三个小时。
康纳斯说到,“我们让样品处于其他模具需要经历的相同流程工艺,以此来证明当材料在被用作模具时可以承受高温并不受影响。”
(图:CES-Xact: CES Xact 640, Cooper Environmental Services的连续排放监测系统)
DuraFormPA Plastic是3D Systems工业级选择性激光烧结(SLS)3D打印机的专用材料。
为了这个项目,康纳斯和Quickparts决定使用3D Systems的sPro 60 HD SLS打印机。sPro 60 HD能制作真正的具有高精度和光滑表面的热塑性塑料,从工业设计、医疗装置到管道组件。
最后的3D模具模型通过STL格式输出,康纳斯和Quickparts一起协作,为3D打印和所需的表面要求确定模板的最佳定位。
节省数周时间
康纳斯说,“因此我们能够及时交付新的原型设备给我们的合作伙伴。3D打印工艺使制作流程减少至少6周以上时间,因为可以使用实际的设备装配件进行制作。我们也会评估材料处理方面的损伤给整个装配过程造成的风险。”
(图:Quickparts最终打印出来的SLS模型)
康纳斯提到,“在没有使用3D打印技术以前,我们不得不安排一位工厂的技术人员到客户那里,把零部件从设备上取下,然后寄送这个取下的零部件到我们的供应商那里,让他们制作新的封装外壳。新的外壳制作完毕后会被寄送会工厂,然后由技术人员再次到客户现场安装并重新组装设备。”
在最顺利的情况下,这也是一个费时也浪费资金的过程。在硫化橡胶壳这个案例中,由于设备所需的更换零件远在中国,所以这个传统过程将耗费的人力物力资金更加难以计算。
康纳斯指出,“我们的减少了大量的停工时间、差旅费和被浪费的时间,并且在未来我们能够继续减少不必要的浪费。”
如今这个模具就放在康纳斯供应商这里,新的或者替换的外壳能够马上按照要求制作出来。对于客户来说,现在更换部件非常简便,再也不必拆卸和重新组装连续排放检测系统了。
如果橡胶壳模具退化或者用坏了,Quickparts能够利用数字化文件,在一天左右3D打印一个新的模具。数字化处理过程也适用于其他部件,每次需要替换的部件时候,这帮助Cooper Environmental公司节省了数周的周转时间
新技术,传统价值观
3D打印的工艺和材料的强度和耐用性已经在现实中被证实,康纳斯现在不仅使用3D打印来制作3D原型和生产型模具,还制作机加工零部件。
(图:通过3DSystems sPro 60 SLS设备打印的模具制作出来的硫化橡胶外壳成品)
“这一切进行的如此顺利。Quickparts对我的需求快速响应,竭诚为我提供帮助,并与我共同协作。他们做的远比简单的销售产品更多。现在他们得到了一个忠实的客户。”
Quickparts Solutions,是3D Systems提供云端型3D设计到制造的全套解决方案和独特型、小批量和大批量定制型部件的全球领导者。
我们提供:
可订购定制型部件的线上报价系统 从3D设计到制造全套解决方案的丰富经验 独特且经过验证的制造服务支持
sPro 60参数规格:
最大成型尺寸(XxYxZ):15 x 13 x18 英寸(381 x 330 x 460 毫米) 成型材料:DuraForm PA DuraForm GF DuraForm EX DuraForm HST DuraForm Flex CastForm PS 即将推出: DuraForm Flex TP 层厚范围(精度): 0.003-0.006 英寸 (0.08-0.15 毫米) (0.004 英寸,0.10 毫米)
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