플라스틱 프로토타입을 만들기 위한 최고의 가이드

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플라스틱이 없는 현대 산업은 상상할 수 없습니다. 최신 산업 등급 폴리머는 제조 및 가공이 쉽습니다. 그들은 상당한 강도와 뛰어난 내식성을 가지고 있으며, 무엇보다도 어떤 종류의 금속에 비해 매우 가벼운 무게를 가지고 있습니다. 그것이 그들이 산업 디자이너들 사이에서 인기를 얻는 이유입니다. 이러한 인기로 인해 플라스틱 프로토타이핑 기술은 지난 수십 년 동안 널리 사용되었습니다. 그들이 지금 우리에게 무엇을 제공할 수 있는지 봅시다.

오늘날의 플라스틱 프로토타입

오랫동안 플라스틱 제조는 대량 생산의 영역이었습니다. 사출 금형과 금형에 플라스틱을 사출하는 공작 기계가 있어야 했습니다. 전체 시스템은 매우 고가였으며 그러한 시스템의 설계를 변경하는 데는 비용이 많이 듭니다. 이것이 특히 디지털 시스템과 결과적으로 컴퓨터 수치 제어 기계의 급속한 발전 이후 금속이 오랫동안 최고의 프로토타이핑 재료인 이유입니다. 그러나 래피드 프로토타이핑 프로세스가 등장하면서 상황이 바뀌었습니다.

신속한 플라스틱 프로토타이핑의 개발

그 중 첫 번째는 단단한 도구를 부드러운 도구로 대체한 진공 실리콘 주조 기술이었습니다. 실리콘 몰드는 훨씬 저렴하고 제조하기 쉽습니다.

다음 변화는 블랭크나 툴링이 전혀 필요하지 않은 혁신적인 적층 제조 공정에 의해 이루어졌습니다. 그 외에도 타의 추종을 불허하는 디자인 자유도를 제공합니다.

마지막으로, CNC 가공 공정은 신속한 플라스틱 사출 성형의 가능성을 가능하게 했습니다. 기계용 강철에 비해 제조 가능성이 더 나은 알루미늄 교체 가능한 몰드는 툴링 리드 타임을 최대 60%까지 단축할 수 있습니다. 또한 알루미늄 몰드의 캐비티 교체는 열처리 스틸보다 훨씬 쉽습니다.

신속한 플라스틱 프로토타이핑 구현의 이점

• 플라스틱 프로토타입 비용. 플라스틱 재료는 일반적으로 용융 온도가 낮고 유지 관리가 용이하며 전반적으로 가공이 쉽습니다. 이것은 플라스틱 프로토타입 생산을 상당히 저렴하게 만듭니다. 예산이 많지 않다면 기본적으로 실리콘을 사서 마스터 모델 위에 붓고(원하는 경우 수동으로 제작) 기다렸다가 집에서 부품을 주조할 수 있습니다.
• 내구성 . 플라스틱 소재는 내구성이 뛰어납니다. 그들은 좋은 안정성, 피로 강도 및 마찰 특성을 가지고 있습니다. 그러나 일부 폴리머는 이러한 조건에서 부서지기 쉬우므로 자외선 및 저온으로부터 보호해야 합니다.
• 신뢰성 . 플라스틱 프로토타이핑 프로세스가 잘 발달되어 있습니다. 이러한 기술을 매일 사용하는 전문 사출 성형 서비스가 많이 있습니다. 최선의 방법의 선택과 실행 방법이 의심스럽다면 언제든지 전문가와 상의할 수 있습니다.
• 재활용성 . 플라스틱 오염이 가장 큰 생태학적 문제였던 시대는 지나갔다. 현대의 산업용 플라스틱은 재활용이 가능하도록 설계되어 주요 유해 폐기물 없이 생산됩니다.
• 리드 타임 . 현대의 신속한 프로토타이핑 프로세스는 소량의 플라스틱 부품 배치를 제조하는 데 적합합니다. 어떤 경우에는 사출 성형 서비스에서 주문하면 일주일 이내에 프로토타입을 얻을 수 있습니다. 이 모든 것은 플라스틱 프로토타이핑에 후처리가 거의 필요하지 않기 때문입니다.

플라스틱 프로토타입이 도움이 되는 곳

플라스틱 프로토타입 부품은 주방용품 및 가전제품을 만드는 데만 사용되는 것이 아닙니다. 더 많은 용도가 있습니다. 예를 들어, 일부 폴리머는 인체 조직과 잘 결합되고 매우 가볍기 때문에 많은 의료용 제품이 플라스틱으로 만들어집니다. 투명 플라스틱 부품은 자동차 조명에 널리 사용됩니다. 그들은 유리보다 덜 부서지기 쉽습니다. 많은 플라스틱이 우수한 절연 또는 열 절연 부품을 제공하므로 제품 표면에 가열되거나 고전압이 가해지는 경우 플라스틱 손잡이 및 인클로저가 사용자의 안전을 보장합니다. 좋은 마찰 특성으로 인해 일부 폴리머는 저렴하고 효율적인 베어링을 제조하는 데 사용됩니다.

신속한 플라스틱 프로토타이핑 옵션의 상위 4가지 유형

제조 산업, 주조, 3D 프린팅, 사출 성형 및 CNC 가공의 급속한 발전과 함께. 빠른 회전, 3D CAD 기반 프로토타이핑 도구를 기반으로 하는 이러한 기술은 플라스틱 부품에 널리 사용되었습니다.

1.플라스틱 프로토타입 제작을 위한 주조 기술

실리콘 주조는 금형을 만들기 위해 마스터 모델(샘플)이 필요하기 때문에 소량의 플라스틱 프로토타입 제작을 위한 훌륭한 프로세스입니다. 일반적으로 빈 탱크 위에 마스터 모델을 매달아 놓습니다. 그런 다음 플라스틱을 붓는 채널, 환기 등과 같은 몇 가지 기술 요소(일반적으로 플라스틱도 포함)를 모델에 추가합니다. 그런 다음 액체 실리콘을 탱크에 붓고 고체가 될 때까지 기다렸다가 때로는 오븐에서 경화시킵니다. 금형을 반으로 나누면 최대 25개의 플라스틱 부품을 생산할 수 있습니다. 자본 투자가 필요하지 않습니다.

2. 플라스틱 프로토타이핑에 3D 프린팅을 사용하는 방법

적층 제조 또는 종종 3D 프린팅이라고 불리는 것은 다른 부품을 제조하는 비교적 혁신적인 프로세스입니다. 3D 프린팅을 정의하는 것은 질량의 변화입니다. 공백은 일반적으로 마지막 부분보다 큽니다. 그러나 AM은 완전히 다릅니다. 빈 부분은 가루 또는 가는 실입니다. 프린터의 베이스 플레이트에 층별로 도포하고 소결 또는 경화하여 부품의 현재 단면을 복사합니다. AM은 1980년대에 발명된 이후로 큰 발전을 이루었습니다. 적층 제조의 정밀도, 표면 마감, 재료 선택 및 리드 타임.

선택적 레이저 소결(SLS)

선택적 레이저 소결은 신속한 플라스틱 프로토타이핑에 사용되는 많은 적층 제조 기술 중 첫 번째 공정입니다. 거의 모든 유형의 재료에 사용할 수 있는 가장 보편적인 유형의 적층 공정입니다. 그 중에는 물론 플라스틱도 있습니다. 함께 소결하는 데 많은 레이저 출력이 필요하지 않으며 베이스 플레이트 위에 분말을 뿌리는 주요 이점은 돌출된 요소에 대한 지지 구조 역할을 어느 정도 한다는 것입니다.

융합 증착 모델링(FDM)

FDM은 플라스틱 프로토타입을 제조하는 데 사용할 수 있는 가장 저렴하고 쉬운 적층 공정입니다. 많은 애호가들이 집에서 FDM 3D 프린터를 만듭니다. FDM은 액화되어 부품의 현재 단면 형태로 판에 내려지는 플라스틱 실 형태의 원료를 사용합니다. 돌출된 구조는 쉽게 제거되는 더 부서지기 쉬운 유형의 플라스틱인 다른 재료를 사용하여 지지됩니다. 전반적으로 FDM은 최악의 표면 마감과 품질을 제공하는 가장 저렴한 공정이며 미학이 중요한 경우 더 많은 후처리가 필요합니다.

스테레오리소그래피(SLA)

SLA는 모든 3D 프린팅 프로세스의 아버지로 간주됩니다. 부품 품질이 가장 좋은 공정이기도 합니다. 표면 마감은 거의 완벽하며 정밀도는 UV/레이저 광 직경에 의해서만 제한됩니다. 이 프로세스는 미학이 관련된 미래 주조 및 프로토타입을 위한 마스터 모델을 제조하는 데 널리 사용됩니다. 그러나 SLA는 액체 폴리머가 매우 비싸고 탱크에 상당한 양을 부어야 하기 때문에 가장 비용이 많이 드는 공정입니다. SLA의 또 다른 문제는 지원 구조입니다. 그들은 모델 재료를 사용해서만 제조할 수 있으며 기계적으로 제거해야 합니다. 그러면 후처리가 필요한 표면에 흠집이 남을 수 있습니다.

멀티젯 프린팅(MJP)

멀티젯 프린팅은 FDM이 제공하는 많은 장점이 있고 SLA 프로세스의 몇 가지 단점이 없기 때문에 플라스틱으로 만든 프로토타입에 대한 인기 있는 선택 중 하나입니다. MJP의 요점은 원시 플라스틱을 방울로 녹이고 필요한 윤곽으로 프린터의 노즐에서 배출하는 것입니다. MJP의 장점은 부품의 품질이 SLA와 비슷하지만 액체 폴리머 탱크 전체를 채우고 나머지로 무엇을 할 것인지 생각할 필요가 없다는 것입니다. MJP는 언급된 것들 중 유일한 멀티컬러 프로세스이기도 합니다.

3D 인쇄 프로토타입의 후처리

적층 가공 분야의 성과에도 불구하고 많은 경우 플라스틱 부품에는 일종의 후처리가 필요합니다. 가장 널리 사용되는 방법에는 기계 가공, 연마 및 화학 공정이 있습니다. 첫 번째 기술은 상당히 간단합니다. 제조된 부품을 공작 기계에 설치하고 밀로 가공합니다. 연마는 잘 알려진 과정입니다. 그것은 완벽한 표면 마무리를 얻기 위해 특수 페이스트와 연마 도구를 사용합니다. 화학 공정에는 아세톤 처리 및 코팅이 포함됩니다. 그 중 첫 번째는 기체 아세톤을 사용하여 부품의 표면을 녹이고 매끄럽게 만듭니다. 이 프로세스는 매우 효율적이지만 제한된 수의 폴리머에 적합합니다. 코팅은 더 보편적입니다. 기본적으로 표면 품질을 높이기 위해 페인트나 기타 요소로 부품을 덮습니다.

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3. 빠른 사출 성형으로 플라스틱 프로토타입을 만드는 방법

급속 플라스틱 사출 성형은 기존 사출 금형 제조 기술의 변형입니다. 주요 차이점은 세부 사항에 있습니다. 예를 들어, 빠른 금형에는 더 많은 조인트가 있습니다. 몰드의 캐비티는 베이스에 연결됩니다. 따라서 설계를 수정해야 하는 경우 다른 요소를 변경하지 않고 캐비티를 제거하고 변경할 수 있습니다. 이렇게 하면 정확도가 낮아지지만 유연성이 높아집니다. 또한 수백만 번의 반복 작업에 적합한 경화강 대신 알루미늄 합금을 사용합니다. 확실히 내구성은 떨어지지만 제조 가능성은 최대 5배 더 좋습니다. 모든 수정을 통해 프로토타입에도 플라스틱 사출 성형을 사용할 수 있습니다. 단, 아직 공정 비용이 많이 들기 때문에 최고 품질의 작업에 사용하는 것이 좋습니다.

4. CNC 가공을 사용하여 플라스틱 부품을 만드는 경우

가공된 플라스틱 및 금속 부품과 관련하여 많은 플라스틱 프로토타입 제조업체는 프로토타입 영역에서의 이점 때문에 플라스틱 부품의 형태, 맞춤 및 기능 테스트를 위해 CNC 머시닝을 사용합니다. 가공이 가져오는 생산 등급 재료 선택의 업그레이드와 함께 Wayken에서는 CNC 프로토타이핑을 사용하여 플라스틱 프로토타입과 금속 부품을 만듭니다. 이를 통해 설계 팀은 조립 작업의 유효성을 반영하면서 최종 제품 모양과 기능을 밀접하게 시뮬레이션할 수 있습니다. 디자인을 수정하고 최적화할 수 있는 유효한 시간과 공간을 제공합니다.

신속 플라스틱 프로토타이핑 기술의 미래

미래에 대다수의 전문가들은 적층 제조가 프로토타입 시장에서 훨씬 더 많은 부분을 차지할 것이라고 예측합니다. 결국 케이스에 딱 맞습니다. 인쇄 속도와 부품 품질을 향상시키기 위해 몇 가지 더 개발이 이루어지면. 다공성도 현재 문제입니다. 3D 프린팅의 불완전성을 극복하기 위해 많은 연구가 수행되고 있으며, 또 다른 혁신적인 프로세스가 발명되지 않는다면 AM은 향후 10년 동안 플라스틱 프로토타이핑을 위한 완벽한 선택이 될 가능성이 높습니다. 더 자세한 정보를 원하시면 당사의 플라스틱 가공 기능을 참조하십시오.