3D 인쇄 금형을 사용한 사출 성형:새로운 기술 연구 다운로드

플라스틱 및 복합 재료를 위한 프랑스 산업 기술 센터(IPC)는 소량 사출 성형을 위한 3D 인쇄 금형의 유용성을 평가하기 위한 연구를 수행했습니다. 우리 보고서는 Formlabs 솔루션으로 3D 프린팅된 금형의 제조 단계와 사출 시도를 문서화하여 결과와 모범 사례를 강조합니다.

3D 프린트 사출 금형을 사용해야 하는 이유

사출 성형은 기하학적 또는 치수 공차가 엄격한 플라스틱 부품을 대량 생산하기 위한 비용 효율적이고 극도로 반복 가능한 기술입니다. 그러나 전통적인 강철 툴링의 높은 비용은 더 적은 양의 부품에 대해 사출 성형을 어렵게 만들고 종종 새로운 제품을 도입하는 데 장애가 될 수 있습니다. 3D 인쇄 사출 금형을 통해 엔지니어, 제조업체 및 제품 설계자는 비용을 절감하고 리드 타임을 단축하며 더 나은 제품을 출시할 수 있습니다. 3D 인쇄 사출 금형은 최종 사용 재료로 기능적인 프로토타입을 설계하거나, 일련의 동일한 사전 생산 프로토타입을 제작하거나, 맞춤형 또는 제한된 일련의 최종 사용 부품을 제조하려는 사람들에게 훌륭한 옵션입니다.

심층 가이드에서 사출 성형 비용에 대해 자세히 알아보세요.

플라스틱 및 복합 재료의 리더인 IPC의 연구

IPC는 프랑스에서 플라스틱 및 복합재 혁신에 전념하는 전문 기술 센터입니다. IPC는 모든 기업, 특히 중소기업을 지원하는 새로운 수단을 개발합니다. 이 센터는 사용되는 프로세스에 관계없이 R&D, 혁신, 기술 및 기술 이전 문제에 대해 기업을 지원하기 위해 유럽의 과학 핵심 참여자와 긴밀하게 협력합니다.

IPC는 업계의 주요 과제를 해결하기 위해 세 가지 기술 이전 프로그램을 구축했습니다. 순환 경제(DIS 30), 적층 제조 부문(PRINTER), 인더스트리 4.0, 고부가가치 제품(HYPROD 2)에 대한 R&D 전문 지식을 제공하여 기업을 지원합니다. IPC 팀은 연구 수행, 프로토콜 확립, 타당성 및 기술 이전을 통해 산업 또는 제조업체가 혁신을 주도하도록 돕습니다.

최근 IPC는 3D 프린팅된 금형으로 사출 성형의 실행 가능성을 평가하기 위한 연구 프로젝트를 수행했습니다. 보고서에서 우리는 특히 Formlabs 3D 프린터와 관련된 발견 사항 중 일부를 요약합니다.

연구 세부 정보 및 벤치마크 기하학

IPC 연구 프로젝트는 3단계로 나누어진 2년 간의 기술 연구로 구성되었습니다.

3D 프린팅 기술 비교 :여러 제조사의 기술자료를 바탕으로 1차 분류를 정했습니다. 열변형온도(HDT)와 영률을 통해 열 및 기계적 데이터를 각각 평가하였다. 가장 유망한 3가지 재료를 선택하기 위해 식별된 각 기술에서 중요한 특성을 강조할 수 있는 4가지 유형의 벤치마크가 제조되었습니다. 수지 기반 3D 프린팅 솔루션은 부품의 고해상도와 매끄러운 표면 덕분에 사출 성형을 위한 최상의 선택으로 선택되었습니다.

전반적으로, 고려된 모든 3D 프린팅 기술에 대해 유사한 범위의 치수 변화가 측정됩니다. 작은 기능의 경우 ±0.02mm ~ ±0.05mm, 큰 치수의 경우 ±0.05mm ~ ±0.2mm입니다. 가공된 금속 공구의 표준 정확도는 ±0.02mm로 예상됩니다. 이 정밀도는 파팅 라인에 잘 맞고 번쩍이는 것을 방지하기 위해 필요합니다. 이 보고서에서 IPC는 3D 인쇄된 고분자 도구의 파팅 라인을 최적화하는 두 가지 방법을 제안합니다.

벤치마크 기하학.

2. 재료 특성화, 디자인 및 3D 인쇄 가이드라인

3. 주사 시험 :IPC는 다른 금형 세트로 두 가지 테스트를 수행했습니다. 첫 번째 시도에서 그들은 "고문 테스트" 디자인을 사용했고 Formlabs High Temp Resin으로 인쇄된 단일 재료 몰드를 사용하여 거의 100개의 폴리프로필렌 부품을 주입했습니다. 두 번째 시도에서 그들은 더 어려운 "고문 테스트" 디자인을 사용했지만 이번에는 Formlabs Rigid 10K Resin으로 인쇄된 다중 재료 몰드, 코어 및 인서트와 SLS를 사용하여 PA12로 인쇄된 프레임이 있는 수천 개의 폴리프로필렌 부품을 주입했습니다.

우리의 백서는 Formlabs 3D 프린팅 솔루션으로 이루어진 연구의 일부를 다룹니다. 특히 설계 및 제작 권장 사항, 사출 성형 조건 및 관찰된 결과.

결과

IPC는 소량 사출 성형을 위한 3D 프린팅 금형의 유용성을 평가했습니다. Formlabs Rigid 10K Resin으로 인쇄된 몰드 코어와 PA12로 인쇄된 소프트 프레임을 사용하면 수천 개의 부품에 폴리프로필렌을 주입할 수 있어 금형 비용을 80-90% 절감할 수 있었습니다.

금속 다이에 조립된 Rigid 10K Resin으로 인쇄된 금형으로 구성된 다중 재료 금형으로 사출된 최종 부품의 질감

데스크탑 3D 프린팅은 사출 금형을 빠르고 저렴한 비용으로 제작할 수 있는 강력한 솔루션입니다. 매우 제한된 장비가 필요하므로 그 동안 다른 고부가가치 작업에 대한 CNC 시간과 숙련된 작업자를 절약할 수 있습니다. 구현, 작동 및 유지 관리가 쉽기 때문에 모든 사출 성형 워크플로에 원활하게 통합될 수 있습니다.

제조업체는 자체 3D 프린팅의 속도와 유연성을 활용하여 금형을 만들고 이를 산업용 사출 성형의 생산력과 결합하여 며칠 만에 일반 열가소성 수지로 일련의 장치를 제공할 수 있습니다.

3D 프린팅 지침과 금형 조립 및 공정 조건에 대한 통찰력을 포함하여 기술 연구 요약을 보려면 전체 보고서를 다운로드하십시오.