Bei Boyan beschäftigen wir uns gelegentlich mit dem Rapid Prototyping, obwohl das nicht unser Kerngeschäft ist. Wir haben feste Partner, die sich um diesen Aspekt kümmern. Das spart unseren Kunden Zeit bei der Suche nach geeigneten 3D-Druck-Anbietern und gewährleistet einen schnelleren und zuverlässigeren Service.
Zu den Hauptzwecken des 3D-Drucks in unserem Zusammenhang gehören:
1. Entwurfsverifizierung und Funktionsbestätigung:
Bevor wir mit der Formenherstellung beginnen, nutzen wir den 3D-Druck, um zu bestätigen, dass der Entwurf fehlerfrei ist und die erwarteten funktionalen Anforderungen erfüllt. Dies macht den Großteil unserer Arbeit im 3D-Druck aus und dient vor allem als abschließende Kontrolle, bevor wir mit der Herstellung der Formen beginnen.
Beispiel 1
Dies ist ein Kunststoffverbinder, den wir für die Verbindung von zwei Aluminiumprofilen entwickelt haben. Er verfügt über einen Schnappmechanismus, was bedeutet, dass er bei der Montage einer erheblichen Druckkraft ausgesetzt ist. Daher haben wir uns für den Druck dieses Musters aus Nylon entschieden, da es im Vergleich zu anderen Kunststoffen eine höhere Festigkeit aufweist.
Allerdings ist die Belastbarkeit des Schnappverschlusses etwas geringer als die des echten Nylons. Dennoch entspricht er unseren Erwartungen und Anforderungen.
Beispiel 2
In diesem Beispiel können wir die verschiedenen Komponenten zusammensetzen und die Passform auf Dichtheit oder Lockerheit prüfen sowie sicherstellen, dass der Schnappverschluss wie vorgesehen funktioniert.
2. Präsentation Prototypen:
Wir verwenden 3D-gedruckte Prototypen für interne und externe Demonstrationen, um mögliche Verbesserungen zu erforschen oder zu entscheiden, ob ein Projekt fortgesetzt oder beendet werden soll. Nach dem Druck bleibt die Fortführung des Projekts ungewiss.
3. Kleinserienproduktion:
Mit dieser Methode, die in der Regel zwischen 50 und 150 Stück umfasst, wird die Marktakzeptanz getestet und gleichzeitig werden die Kosten für die Form gesenkt. Es ist von entscheidender Bedeutung zu prüfen, ob die Investition kosteneffektiv ist, da sie mit den Kosten für die Formenherstellung konkurrieren kann. Der Hauptunterschied liegt in dem wesentlich kürzeren Produktionszyklus. Außerdem ist die Wahl des Materials - unter Berücksichtigung der mechanischen Eigenschaften und der Lebensdauer - von entscheidender Bedeutung. Während Standard-Photopolymerharze nicht immer geeignet sind, werden Materialien wie Nylon häufiger verwendet, obwohl sie in ihrer Vielfalt begrenzt und teurer sind.
4. Verwendung als Inspektionswerkzeug:
Mit Photopolymerharz gedruckte Produkte können eine Genauigkeit von +/- 0,1~0,2 mm erreichen und eignen sich daher für den Einsatz als Prüfvorrichtungen. Dieser Ansatz ermöglicht die Überprüfung komplexer dreidimensionaler Oberflächen anhand der ursprünglichen Entwürfe. Darüber hinaus sind die Kosten für den 3D-Druck dieser Werkzeuge deutlich niedriger als für die CNC-Bearbeitung. Das bedeutet, dass sie effektiv als Prüfwerkzeuge mit etwas geringerer Präzision und kürzerer Lebensdauer, aber zu wesentlich niedrigeren Kosten eingesetzt werden können.
Beispiel 3
In diesem Beispiel verwenden wir ein 3D-gedrucktes Muster, um zu überprüfen, ob die dreidimensionale Kontur der spritzgegossenen Teile mit der beabsichtigten Designkrümmung übereinstimmt. Zunächst müssen wir die Form dieser Prüfvorrichtung entwerfen, die auf der Grundlage der gekrümmten 3D-Oberfläche des Produkts zurückentwickelt wird.
Nach der Herstellung des Kunststoffprodukts setzen wir es auf die Schablone, wobei wir mit den Händen die Passgenauigkeit prüfen und eine Sichtkontrolle durchführen, um sicherzustellen, dass die Kontur perfekt sitzt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der 3D-Druck eine vielseitige Rolle beim Rapid Prototyping spielt, von der Designüberprüfung bis hin zu Markttests. Durch die Zusammenarbeit mit unseren professionellen Partnern bieten wir unseren Kunden umfassende und effiziente 3D-Drucklösungen.
5. Stützstrukturen zur Korrektur von Verformungen：
Kunststoffprodukte können sich manchmal verformen oder verziehen. Eine gängige Lösung ist die Verwendung von Stützstrukturen im Inneren des Produkts unmittelbar nach dem Spritzgießen, um der Verformung entgegenzuwirken. Sobald die Stützen entfernt sind, kann das Produkt einen glatten Zustand erreichen.
Diese Stützstrukturen müssen mit einer dreidimensionalen, gekrümmten Form entworfen werden, damit sie sich gut an die Seitenwände des Produkts anpassen und lokale Punktkontakte, die Abdrücke hinterlassen könnten, vermieden werden. Herkömmliche CNC-Bearbeitungsmethoden für solche Entwürfe wären kostspielig, aber durch den Einsatz des 3D-Drucks lassen sich die Kosten erheblich senken.
Beispiel 4
Bei dem unten abgebildeten Kunststoffprodukt ist beispielsweise die Seitenwand einer Seite nach dem Spritzgießen eingedrückt, während die andere Seite flach bleibt. Aus diesem Grund haben wir eine Stützstruktur entwickelt, um das Produkt effektiv zu formen.
Die Materialien, die wir für den 3D-Druck verwenden
In der Realität gibt es zwar zahlreiche Materialien für das Rapid Prototyping und den 3D-Druck, aber viele von ihnen sind entweder nicht weit verbreitet oder recht teuer. Daher verwenden wir unter Berücksichtigung der Kosten und der Verfügbarkeit derzeit nur die folgenden vier Arten von Materialien:
1. Photopolymer-Harz: Dies ist ein weit verbreitetes 3D-Druckmaterial, das wegen seiner ausgewogenen Gesamtleistung beliebt ist. Mit Photopolymerharz gedruckte Teile haben eine glatte Oberfläche, eine angemessene Festigkeit und eine mäßige Hitzebeständigkeit, und das alles zu relativ niedrigen Kosten. Es hat jedoch auch seine Nachteile: Es ist unter Umständen bei anhaltender Belastung nicht stark genug, kann sich bei längerer Beanspruchung verformen und mit der Zeit verfärben.
2. Nylon: Bekannt für seine höhere Festigkeit, die Berichten zufolge 60-80% der Festigkeit von spritzgegossenem Nylon erreicht. Die tatsächliche Festigkeit kann jedoch je nach den Bedingungen in den einzelnen Fabriken variieren, z. B. in Bezug auf die verwendete Ausrüstung, die Produktionsmaterialien und die Herstellungsverfahren. Nylon hat eine deutlich strukturierte Oberfläche mit sichtbaren Körnern und Linien und ist auch etwas teurer.
3. PMMA (Acryl): Wird vor allem für Teile verwendet, die transparent sein müssen. Seine Transparenz ist jedoch nicht so hoch wie die von spritzgegossenen transparenten Teilen, mit einigen Oberflächenunebenheiten und einem matten Erscheinungsbild.
4. Silikon, TPU und andere Weichgummimaterialien: Diese Materialien sind sehr praktisch und bieten schnelle Prototyping-Lösungen für Weichgummiprodukte. Sie ahmen bis zu einem gewissen Grad die Eigenschaften herkömmlicher Weichgummimaterialien nach und eignen sich für Anwendungen, die Weichheit und Elastizität erfordern.
Insgesamt zielt unsere Auswahl an 3D-Druckmaterialien auf ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Leistung, Kosten und Anwendungsvielfalt ab. Durch die sorgfältige Auswahl von Materialien, die für spezifische Anforderungen geeignet sind, können wir die Anforderungen unserer Kunden beim Rapid Prototyping und bei der Kleinserienfertigung effektiv erfüllen.
Eine umfassende Tabelle der Rapid-Prototyping-Technologien und -Materialien
Angesichts der rasanten Entwicklung der Prototyping-Technologien (einschließlich 3D-Druck und anderer) und der ständig wachsenden Vielfalt der verfügbaren Materialien ist es oft nicht erforderlich, ein tiefgreifendes Verständnis für jedes einzelne Material zu haben. Ein allgemeines Wissen ist in der Regel ausreichend.
Zur besseren Übersichtlichkeit haben wir eine Tabelle erstellt, in der die gängigen Rapid-Prototyping-Verfahren, die heute auf dem Markt erhältlich sind, zusammen mit den entsprechenden Materialien und deren Formen aufgeführt sind. Auf diese Weise können unsere Kunden und Partner schnell auf wichtige Informationen zugreifen und effizientere Entscheidungen treffen, die auf ihre spezifischen Bedürfnisse zugeschnitten sind.
| Rapid-Prototyping-Technologie | Entsprechende Materialien (nur Kunststoffe) | Form des Materials |
|---|---|---|
| Fused Deposition Modeling (FDM) | PLA, ABS, PETG, TPU, usw. | Filament |
| Stereolithographie (SLA) | Photopolymer-Harz | Flüssigharz |
| Selektives Laser-Sintern (SLS) | Nylon, Polystyrol | Pulver |
| Digitale Lichtverarbeitung (DLP) | Photopolymer-Harz | Flüssigharz |
| Fused Deposition Modeling (FDM) | PLA, ABS, PETG, TPU, usw. | Filament |
| PolyJet-Druck | Verschiedene Photopolymerharze (flexibel, starr) | Flüssigharz |
| 3D-Druck mit Pulverbett und Tintenstrahlkopf | Metallpulver, Kunststoffpulver (einschließlich PMMA), keramisches Pulver | Pulver |
| Binder Jetting (für Kunststoffe) | Acryl, Nylon | Pulver |
| CNC-Bearbeitung (für Prototyping) | ABS, Polycarbonat, Acryl, Nylon | Solider Block |
| Vakuumgießen | Polyurethan-Harz (imitiert verschiedene Kunststoffe) | Flüssigharz |
Zusammenfassung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Rapid Prototyping zwar nicht unser Hauptgeschäft ist, wir aber in der Lage sind, diese Dienstleistungen über unsere vertrauenswürdigen Lieferanten anzubieten. In diesem Artikel wurden die wichtigsten verfügbaren Materialien vorgestellt und Beispiele für ein schnelles Verständnis gegeben. Wenn Sie diese Dienstleistungen benötigen, zögern Sie bitte nicht, uns zu kontaktieren.
Häufig gestellte Fragen
Sie können die Dateiformate STL, STEP oder X_T verwenden. Einige andere Formate können ebenfalls verwendet werden, doch ist es in der Regel sicherer, sie in diese Formate zu konvertieren.
Im Allgemeinen liegt er zwischen $0,1-0,15 pro Gramm. Je kleiner das Produkt ist, desto höher ist der Stückpreis.
Es gibt viele Arten von Nylon für den 3D-Druck, darunter solche mit und ohne Glasfasern. Ersteres ist teurer. Im Allgemeinen liegen die Preise zwischen $0,25-0,35 pro Gramm.
Wie aus den oben genannten Stückpreisen hervorgeht, ist der Stückpreis des 3D-Drucks höher, aber es fallen keine Investitionskosten für eine Form an. Im Allgemeinen können die Kosten für 50-100 3D-Drucke die Kosten für eine Form erreichen. Außerdem sind die Materialien für den 3D-Druck oft schlechter als die beim Spritzguss verwendeten Kunststoffe.
Proben aus lichtempfindlichem Harz benötigen 1 Tag, während Nylon und andere Materialien in der Regel 1-3 Tage benötigen.
