금형 제조 산업에서 3D 인쇄가 사용되는 방법

금형 산업은 가장 오랜 기간의 산업 중 하나이며 제조 산업의 모든 영역과 관계가 있습니다. 현대는 제조와 금형의 의존도가 높으며, 무수히 많은 제품 부품이 성형(사출, 블로우 성형, 실리콘) 또는 주조(금형 주조, 정련, 방적)에 의해 제조되고 있습니다. 어떤 응용 분야에서든 금형은 품질을 보장하면서 효율성과 이익을 향상시킬 수 있습니다.

CNC 가공은 금형 제조에 사용되는 가장 일반적인 기술입니다. 매우 신뢰할 수 있는 결과를 제공하지만 비용과 시간이 많이 소요됩니다. 따라서 많은 금형 제조업체도 보다 효과적인 대안을 찾기 시작했습니다. 적층 제조(ALM, 즉 3D 프린팅 또는 적층 제조)로 금형을 만드는 것도 더 매력적인 방법입니다. 특히 금형은 일반적으로 작은 배치로 생산되고 모양이 더 복잡하여 3D 인쇄를 완료하는 데 적합하기 때문입니다.

오늘날 3D 프린팅과 다양한 프린팅 재료(플라스틱, 고무, 복합 재료, 금속, 왁스 및 모래)는 자동차, 항공 우주, 의료 및 의료와 같은 많은 산업에 큰 편리함을 가져다 주며 많은 회사에서 3D 프린팅을 공급에 통합합니다. 몰드 제작을 포함한 체인.그래서 3D 프린팅 기술로부터 몰드 제조가 얻을 수 있는 이점은 무엇입니까?사실, 3D 프린팅 기술은 몰드 제조의 다음 측면에서 사용될 수 있습니다.

성형(중공 성형, LSR, RTV, EPS, 사출 성형, 펄프 금형, 용해성 금형 코어, FRP 금형 등)

주조(샌드 몰드, 스피닝, 열성형, 금속 하이드로포밍 등 ...)

가공, 조립 및 테스트(고정 설비, 이동 설비, 모듈식 설비 ...)

로봇 엔드 이펙터(핸드 그립)

3D 프린팅으로 금형을 만들면 다음과 같은 많은 이점이 있습니다.

1) 금형 제작 주기 단축        

3D 프린팅 금형은 전체 제품 개발 주기를 단축하고 혁신을 주도하는 원천이 됩니다. 과거에는 회사에서 새 금형을 만드는 데 필요한 막대한 자본으로 인해 제품 설계 업데이트를 연기하거나 포기하는 경우가 있었습니다. 금형 설정 시간을 줄이고 기존 설계 도구를 빠르게 업데이트할 수 있게 함으로써 3D 프린팅은 기업이 금형을 더 자주 변경하고 개선할 수 있도록 합니다. 금형 설계 주기를 가능하게 하고 제품 설계 주기의 속도를 따라갑니다. 또한 일부 회사는 자체 금형을 만들기 위해 3D 인쇄 장비를 구입하여 제품 개발을 더욱 가속화하고 유연성/적응성을 높였습니다. 전략적으로 공급망 방어 능력을 향상시켜 기한을 연장하고 공급업체로부터 부적절한 금형을 얻는 것과 같은 정체 위험을 발생시킵니다.

2) 제조 비용 절감

오늘날 금속 3D 프린팅 비용이 기존 금속 제조 공정 비용보다 높으면 플라스틱 분야에서 비용 절감이 더 쉬워질 것입니다. 금속 3D 프린팅 몰드는 작고 불연속적인 최종 제품의 생산에 경제적으로 유리합니다. 왜냐하면 이러한 제품의 고정 비용은 상각하기 어렵거나 특정 형상(3D 프린팅에만 최적화됨)에 대해 더 경제적이기 때문입니다. 특히, 3D 프린팅은 사용된 재료가 매우 비싸고 전통적인 금형 제작으로 인해 재료 폐기율이 높은 경우 비용 효율적입니다. 또한 단 몇 시간 만에 정확한 금형을 생산할 수 있는 3D 프린팅 기능은 제조 공정과 마진에 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 특히, 3D 프린팅은 사용된 재료가 매우 비싸고 전통적인 금형 제작으로 인해 재료 폐기율이 높은 경우 비용 효율적입니다. 특히 생산이 중단되거나 금형 재고가 고가인 경우.

마지막으로 생산 시작 후 금형을 수정해야 하는 경우가 있습니다. 3D 프린팅의 유연성을 통해 엔지니어는 동시에 수많은 반복을 시도하고 금형 설계 수정과 관련된 초기 비용을 줄일 수 있습니다.

3) 금형 설계의 개선은 최종 제품에 더 많은 기능을 추가합니다.

종종 금속 3D 프린팅에 대한 특별한 야금학적 접근 방식은 금속의 미세 구조를 개선하고 단조 또는 주조(열 처리 및 테스트 방향에 따라 다름)와 같거나 더 나은 기계적 또는 물리적 특성을 가진 완전히 조밀한 인쇄 부품을 생산합니다. 적층 제조는 엔지니어에게 금형 설계를 개선할 수 있는 무제한 옵션을 제공합니다. 대상 부품이 여러 하위 구성 요소로 구성된 경우 3D 프린팅은 설계를 통합하고 부품 수를 줄이는 기능이 있습니다. 이는 제품 조립 프로세스를 단순화하고 공차를 줄입니다. 또한 복잡한 제품 기능을 통합할 수 있어 고기능 최종 제품을 더 빠르게 생산하고 제품 결함을 줄일 수 있습니다. 예를 들어, 사출 성형 부품의 전체 질량은 사출된 재료와 고정구를 통해 흐르는 냉각 유체 사이의 열 전달 조건에 의해 영향을 받습니다. 냉각 재료를 전달하는 채널은 기존 기술로 제조된 경우 일반적으로 직선형이므로 성형 부품의 냉각 속도가 느려지고 균일하지 않습니다. 3D 프린팅은 모든 형태의 냉각 채널을 허용하여 보다 최적화되고 균일한 냉각을 보장하므로 부품 품질이 향상되고 불량률이 낮아집니다. 또한 냉각 시간이 일반적으로 전체 사출 주기의 최대 70%에 달하기 때문에 더 빠른 열 제거는 사출 성형의 주기 시간을 크게 단축합니다.

4) 최적화 도구는 인체공학적이며 성능이 가장 낮습니다.        

3D 프린팅은 제조 공정에서 충족되지 않은 요구 사항을 해결하는 새로운 도구를 검증하는 장벽을 줄여 더 많은 움직이는 고정 장치와 고정 장치를 제조할 수 있도록 합니다. 전통적으로 공구 설계 및 해당 장치는 재설계 및 제조에 필요한 비용과 노력으로 인해 항상 가능한 한 오랫동안 사용되었습니다. 3D 프린팅 기술을 통해 기업은 이미 폐기되어 요구 사항을 충족하지 못하는 도구뿐만 아니라 언제든지 모든 도구를 리퍼브할 수 있습니다. 적은 시간과 초기 비용이 필요하기 때문에 3D 프린팅은 더 나은 한계 성능을 위해 도구를 최적화하는 것이 더 경제적입니다. 그러면 기술자는 작업 편의성을 개선하고 처리 시간을 줄이며 사용자 친화적이고 보관하기 쉽도록 설계할 때 인체 공학에 대해 더 많이 생각할 수 있습니다. 이것은 몇 초의 조립 작업 시간을 줄일 수 있지만 많이 일어설 수는 없습니다. 또한 도구 설계 최적화를 통해 부품 불량률을 줄일 수도 있습니다.

5) 최종 제품 사용자 정의를 달성하는 데 도움이 되는 사용자 정의 금형        

더 짧은 생산 주기, 더 복잡한 형상의 생성 및 최종 제조 비용 절감 능력을 통해 기업은 맞춤형 부품 제조를 지원하기 위해 수많은 맞춤형 도구를 생성할 수 있습니다. 3D 프린팅 금형은 의료 장비 및 의료 산업과 같은 맞춤형 생산에 매우 유용합니다. 외과의가 수술 결과를 개선하고 수술 시간을 단축할 수 있는 수술 가이드 및 도구와 같은 개인화된 3D 인쇄 도구를 제공합니다.