Fabbricazione di prototipi di plastica: Esplorare quattro tecniche di prototipazione di plastica

Fabbricazione di prototipi di plastica: Esplorare quattro tecniche di prototipazione di plastica

Le parti in plastica non ottengono spesso il credito che meritano per il ruolo svolto nel nostro mondo. Non c’è quasi un posto si entra senza trovarli, che vanno dalla tastiera del computer al coperchio della tazza di caffè. Tuttavia, ogni prodotto in plastica è iniziato come un prototipo. Questo è il motivo per cui siamo qui per esaminare i metodi disponibili per realizzare prototipi di parti in plastica. Andiamo dritti al punto!

L’importanza di un prototipo di plastica

La prototipazione, come forse saprete, è un potente strumento per imprenditori e imprese. Aiuta a valutare un prodotto fisico prima che inizi la produzione su vasta scala. Un prototipo di plastica consente di lavorare con la rappresentazione fisica del prodotto in plastica il più rapidamente possibile.

Hai anche l’opportunità di presentare le tue idee ai potenziali investitori e consentire loro di testarle. Le parti in plastica prototipo sono quelle che metti ai tuoi potenziali clienti per aiutarti a valutare il loro interesse per il prodotto prima del lancio.

Questo processo offre ai progettisti con il supporto di aziende di prototipazione la possibilità di apportare modifiche appropriate prima di realizzare prodotti in plastica. Alla fine, sia il produttore che l’utente finale ne traggono vantaggio. Altri vantaggi includono:

• Prove varie caratteristiche di design in plastica prototipo
• Verifica la funzionalità di disegno
• Crea un test di benchmark per lo sviluppo di funzionalità aggiuntive
• Facilita il feedback dei clienti
• Identifica i possibili difetti e le irregolarità con il prototipo di parti in plastica in avanti della produzione di massa
• Consente la raffinatezza di definire per l’efficienza di produzione

Cose da Mettere a Posto Prima di Sviluppare un Prototipo di Plastica

La prima cosa da ragione, prima di plastica prototipo di produzione è il modello CAD. Il modello CAD (Computer-Aided Design) è una rappresentazione digitale del prodotto previsto che mostra a te e al produttore come dovrebbe apparire il prodotto.

Un modello CAD mostra anche come le parti in plastica si incastrano e il funzionamento del prodotto nel suo complesso. La preparazione di un modello CAD ti aiuterà a creare un modello prototipo fisico, visivo o funzionale.

• Visual-un prototipo visivo ti dà un’idea dell’aspetto finale del prodotto. Non hai bisogno di prototipi visivi per funzionare come prodotto finale. Pertanto, la stampa 3D ti offre il modo più economico e veloce per svilupparli.
• Funzionale-D’altra parte, i prototipi funzionali rappresentano il prodotto finale desiderato dai materiali alla meccanica. Questi sono i tipi di prototipi che è possibile utilizzare per testare i progetti dei prodotti prima di passare alla fase di produzione di massa.

Indipendentemente dal tipo di prototipo in plastica che si desidera realizzare, sono disponibili diversi metodi. Tuttavia, quattro di questi metodi sono più ampiamente utilizzati. Essi includono:

• Fusione sotto vuoto
• Stampa 3D
• Lavorazione CNC
• Stampaggio ad iniezione

I processi di realizzazione di prototipi in plastica

La fabbricazione di prototipi in plastica è uno dei processi più flessibili nella prototipazione rapida. È possibile scegliere tra una vasta gamma di procedure per fabbricare efficacemente le parti in plastica prototipo. In questa sezione, discuteremo quattro dei metodi più efficaci per la prototipazione plastica.

Colata sotto vuoto

Con la colata sotto vuoto, i fabbricanti possono duplicare diverse parti in plastica prototipo. Implica l’uso di un modello master per creare parti adatte al test. Quando si utilizza la colata sotto vuoto per la fabbricazione di prototipi in plastica, il processo prevede l’iniezione della materia prima in uno stampo in silicone. Tuttavia, prima di creare uno stampo in silicone, è necessario un modello master.

I modelli master possono essere creati utilizzando la stampa 3D o la lavorazione CNC. Al completamento del modello master, c’è lo sviluppo di stampi per colata a base di silicone. Le materie prime vengono iniettate nella cavità dello stampo utilizzando un barattolo a campana sottovuoto. Spesso ci vogliono circa 30-40 minuti per indurire il cast risultante per dare una precisa duplicazione del prototipo.

La colata sotto vuoto è compatibile con una vasta gamma di materiali, che vanno dal trasparente all’opaco. Inoltre, i fabbricanti possono riutilizzare lo stampo in silicone per produrre fino a 25 prototipi. Questo processo ti aiuta ad attualizzare rapidamente il tuo design per avere lo sviluppo del prodotto e la produzione di massa in prossimità.

Vantaggi della scelta della colata sotto vuoto per il tuo prototipo di plastica

Ecco alcuni dei principali motivi per utilizzare la colata sotto vuoto per la prototipazione rapida:

• Aiuta i fabbricanti a fare le parti di plastica del prototipo di alta precisione con il dettaglio fine.
• Lo stampo in silicone può ricreare diversi prototipi identici in un breve periodo.
• È un processo ideale per fabbricare le parti con le forme complesse.
• Un materiale di stampo adeguato darà un prototipo con la stessa qualità del prodotto finale previsto.
• È compatibile con una vasta gamma di materiali plastici con vari rigidità, flessibilità e consistenza.

Stampa 3D

La produzione additiva o la stampa 3D comprendono diverse tecnologie di produzione. È una delle tecniche innovative dell’industria 4.0 che trasformano il mondo manifatturiero. Come abbiamo detto, la stampa 3D è un termine generico. Tre dei metodi più popolari per la fabbricazione di parti in plastica prototipo 3D sono:

Fused Deposition Modeling (FDM)

La stampa 3D FDM è la forma più popolare di stampa 3D utilizzata nella fabbricazione di prototipi in plastica. Questo processo prevede l’utilizzo di estrusione per una deposizione strato per strato di materiali plastici fino alla formazione del prodotto finale.

Quando vengono utilizzate stampanti FDM di livello industriale, i fabbricanti possono creare prototipi con maggiore resistenza e risoluzione, a seconda dei materiali coinvolti. È anche una procedura flessibile, compatibile con diversi materiali tra cui PLA, ABS, nylon, PETG, policarbonato, ecc.

Stereolitografia (SLA)

FDM emette filamenti, ma la stampa SLA 3D impiega materiali in resina plastica per la creazione di parti in plastica prototipo 3D. Si tratta di utilizzare un laser ad alta potenza che aiuta a solidificare il modello proveniente utilizzando una vasca di resina. I produttori utilizzano questo metodo per diversi scopi di prototipazione, tra cui componenti dentali, medici e di consumo generali.

Sinterizzazione laser selettiva (SLS)

La tecnologia SLS utilizza anche un laser ad alta potenza. Tuttavia, a differenza di SLA, sinters materiali in polvere insieme per formare un modello 3D. Questo processo offre una qualità di stampa superiore a quella delle FDM. I prototipi di parti in plastica creati con questo metodo sono più funzionali e con risoluzioni più elevate. Sono generalmente più resistenti e flessibili delle stampe FDM.

Vantaggi della scelta della stampa 3D per il tuo prototipo di plastica

Potrai godere dei seguenti vantaggi dall’utilizzo della stampa 3D per realizzare i tuoi prototipi di plastica:

• La stampa 3D può aiutarti a creare prototipi in plastica più rapidamente riducendo il costo complessivo del processo di produzione.
• Consente il caricamento diretto dei file CAD nel software della stampante 3D e una lettura efficace da parte della macchina, consentendo un flusso di lavoro più fluido.
• Consente scelte di materiali flessibili in modo che i produttori possano testare materiali diversi quando realizzano prototipi di parti in plastica.
• Con la stampa 3D, è possibile apportare facilmente modifiche aggiornando il file CAD di un prodotto prima di inviarlo alla stampante. Pertanto, il maggior numero possibile di iterazioni può essere effettuato al progetto in un tempo molto breve.
• I fabbricanti con stampanti 3D possono in genere creare prototipi da progetti di prodotti in 24 ore o meno.

Lavorazione CNC

La lavorazione CNC offre un altro metodo praticabile e veloce per la fabbricazione di prototipi in plastica. Questa tecnologia utilizza una vasta gamma di strumenti per creare modelli 3D del tuo design da blocchi solidi di materiali. La creazione di un prototipo CNC in plastica comporta un processo sottrattivo. Cioè, i materiali vengono rimossi dal blocco solido, a differenza della stampa 3D, che è un processo additivo. Tuttavia, questo non significa che i fabbricanti non possano realizzare prototipi in plastica con materiali diversi.

Le fresatrici digitali contribuiscono a rendere il processo più efficace. I fabbricanti garantiscono una corretta automazione dei processi con un computer disponibile per dirigere la fresatrice utilizzando file 3D caricati. La realizzazione di prototipi di parti in plastica CNC non richiede l’utilizzo di stampi. Pertanto, è conveniente e hai solo bisogno di un rendering CAD per avviare la prototipazione in plastica CNC.

Vantaggi della scelta della lavorazione CNC per il tuo prototipo di plastica

La lavorazione CNC è una delle tecniche di prototipazione rapida più efficaci, offrendo i seguenti vantaggi:

• Esso consente di testare la misura, forma, e la funzione di prototipo di parti in plastica senza produrre stampi ad iniezione utensili.
• La lavorazione CNC offre un maggiore potenziale per tolleranze strette, sottosquadri e filettature e limitazioni dimensionali.
• Questa tecnica consente anche la creazione di diverse finiture superficiali sul prototipo, che vanno dalla lucidatura alla verniciatura, verniciatura a polvere e altro ancora.
• La lavorazione CNC offre anche tempi di consegna rapidi, a seconda della complessità del modello di prototipo in plastica.
• Consente l’uso di una vasta gamma di materiali, rendendo più facile scegliere un materiale per la fabbricazione.
• Il prototipo risultante tende ad avere le sue proprietà meccaniche vicino alla parte iniettata, con il risultato che varia in base all’aspetto e alla funzionalità desiderata.

Stampaggio ad iniezione

Quando è necessario un metodo di fabbricazione di prototipi in plastica per cicli di produzione di prototipi limitati, è necessario scegliere lo stampaggio ad iniezione di plastica. Sebbene lo stampaggio ad iniezione sia popolare per la produzione di massa, offre anche un mezzo prezioso per produrre prototipi in plastica. La tecnica prevede la creazione di uno stampo metallico. Quindi il fabbricante invia la resina plastica in una canna riscaldata, dove viene miscelata e iniettata con forza nella matrice metallica.

Il passo finale è il rapido raffreddamento della plastica in un componente solido. Il risultato è un prototipo con eccellenti proprietà meccaniche e una finitura superficiale di alta qualità. È compatibile con le opzioni popolari del materiale plastico come l’ABS, il polietilene, il policarbonato, il nylon, i FIANCHI, ecc. Lo stampaggio a iniezione di plastica prototipo pone le basi per gli stampi successivi necessari per cicli di produzione completi. Molte industrie sfruttano questo metodo, tra cui l’industria automobilistica, elettronica, medica e di imballaggio.

Vantaggi della scelta dello stampaggio ad iniezione per il prototipo di plastica

Lo stampaggio ad iniezione di plastica prototipo offre i seguenti vantaggi:

• Consente test rapidi ed economici dei concetti di prodotto senza compromettere la qualità.
• Lo stampaggio a iniezione consente di ottenere informazioni rapide sulle capacità operative dei prototipi in plastica creando una replica reale e quasi perfetta dei prodotti finali.
• Questo metodo può aiutare a fabbricare parti complesse che variano in forma e peso.
• Lo stampaggio ad iniezione di materie plastiche è ideale per le industrie che necessitano di prove e certificazioni considerevoli, come il settore medicale.
• È il metodo più efficace per cicli di produzione minimi.

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Considerazioni chiave per la prototipazione rapida in plastica

È fondamentale per i progettisti scegliere i metodi di prototipazione in plastica più adatti alle loro applicazioni. I prototipi hanno diverse qualità richieste. Mentre si può avere una somiglianza approssimativa di prototipi e parti di produzione nelle fasi iniziali, devono corrispondere strettamente quando lo sviluppo si avvicina al lancio.

Quindi, sarebbe meglio considerare alcuni fattori prima di scegliere un metodo di fabbricazione di prototipi in plastica. Queste chiavi includono:

1. Scopo del prototipo di plastica

L’applicazione del prototipo dovrebbe essere la tua prima considerazione. I prototipi di plastica sono utilizzati in vari settori e per diversi motivi. Il prototipo potrebbe essere per test non funzionali per il marketing o le vendite. D’altra parte, potrebbe essere necessario il prototipo per test funzionali con potenziali consumatori. Si consiglia di scegliere un metodo che produce parti prototipo con colori esatti, geometria e finitura superficiale del prodotto finale previsto.

2. Modulo

Il tuo progetto include tolleranze strette o caratteristiche interne complesse? La risposta a questa domanda ti aiuterà a scegliere la tecnica di prototipazione corretta per il tuo prototipo. Alcune opzioni di produzione sono limitate quando si tratta della geometria dei disegni. Alcuni di essi possono richiedere l’ottimizzazione di design for Manufacturing (DfM) di alto livello prima che possano essere economici o convenienti. Le tecnologie che possono efficacemente rispettare la geometria prevista della vostra parte di plastica sono le migliori scelte.

3. Volume& Costo

La dimensione e il volume del pezzo sono strettamente correlati al costo finale del processo. Il volume totale del prototipo che si desidera produrre gioca un ruolo importante nell’aiutare a scegliere la giusta tecnica di prototipazione. Alcuni processi possono avere costi anteriori più elevati per le configurazioni e gli utensili mentre producono parti economiche. Al contrario, altri processi possono avere bassi costi di avvio ma maggiori costi dei pezzi a causa di una minore automazione, tempi di ciclo più lenti e costi di manodopera. Anche con l’aumento dei volumi, i costi di tali processi si riducono solo marginalmente.

4. Lead Time

Quanto velocemente è necessario il prototipo influenzerà anche la scelta della tecnica. Alcuni metodi di prototipazione utilizzano strumenti sofisticati abbinati all’automazione per creare prototipi entro 24 ore. Tuttavia, gli utensili e le configurazioni per alcuni metodi potrebbero spingere i tempi di consegna fino a settimane. Se avete bisogno di test fatto molto rapidamente, si dovrebbe scegliere metodi che producono parti rapidamente.

5. Materiale

Il vostro prototipo dovrà essere sottoposto a sollecitazioni o sollecitazioni specifiche? È necessario bilanciare i costi con i requisiti estetici e funzionali del prototipo prima di selezionare il materiale ottimale. Contrasta le tue caratteristiche di applicazione ideali con le tecniche di prototipazione in plastica disponibili prima di fare una scelta.

Qual è il costo del prototipo in plastica?

Diversi fattori influenzano il costo dei prototipi in plastica. Questi fattori includono i materiali utilizzati, la complessità della parte e la tecnica di fabbricazione del prototipo di plastica utilizzata. Tuttavia, la stampa 3D è generalmente meno costosa della lavorazione CNC. Lo stampaggio a iniezione è un po ‘ più costoso rispetto ai processi inizialmente menzionati a causa dei costi di fresatura degli stampi.

I bassi costi fissi della stampa 3D garantiscono zero economie di scala. Cioè, la prima copia ha lo stesso costo dell’ultima. Anche i costi fissi della lavorazione CNC sono bassi, con un costo totale in aumento a un ritmo costante. Quindi, ti aspetteresti che il costo di ogni parte sia un po ‘ più alto rispetto a parti simili prodotte con la stampa 3D.

Per il costo dello stampaggio ad iniezione di plastica del prototipo, è relativamente alto per le prime parti. Tuttavia, il prezzo si abbassa all’aumentare del volume. È chiaro che il costo del prototipo di plastica è relativo e dipende in gran parte dal metodo utilizzato e dal volume richiesto.

Plastica Tecniche di Prototipazione	Costo
Stampa 3D	Economici
Lavorazione CNC	Basso, ma superiore a quella di stampa 3D
Stampaggio ad Iniezione	Costoso, ma a seconda del volume

Conclusione

prototipazione in Plastica è un mezzo efficace per garantire risultati di qualità, di processo produttivo. Tuttavia, il successo del tuo prototipo di plastica dipenderà dalla tua comprensione delle tecnologie di prototipazione disponibili e dalla scelta di quella più efficace per la tua applicazione. Ora che sapete di più sullo sviluppo di prototipi in plastica, è il momento di ottenere un vantaggio competitivo scegliendo il partner di produzione giusto.

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