produkcja prototypów z tworzywa sztucznego: odkrywanie czterech Technik prototypowania tworzyw sztucznych

produkcja prototypów z tworzywa sztucznego: odkrywanie czterech Technik prototypowania tworzyw sztucznych

Części Z tworzyw sztucznych często nie otrzymują uznania, na jakie zasługują za rolę odgrywaną w naszym świecie. Nie ma miejsca, w które wejdziesz, nie znajdując ich, od klawiatury komputera po pokrywkę filiżanki do kawy. Jednak każdy produkt z tworzywa sztucznego zaczynał jako prototyp. Dlatego jesteśmy tutaj, aby przyjrzeć się dostępnym metodom wytwarzania prototypowych części z tworzyw sztucznych. Przejdźmy do rzeczy!

Znaczenie prototypu z tworzywa sztucznego

Prototypowanie, jak być może wiesz, jest potężnym narzędziem dla przedsiębiorców i firm. Pomaga ocenić produkt fizyczny przed rozpoczęciem produkcji na pełną skalę. Prototyp z tworzywa sztucznego umożliwia pracę z fizyczną reprezentacją produktu z tworzywa sztucznego tak szybko, jak to możliwe.

masz również możliwość zaprezentowania swoich pomysłów potencjalnym inwestorom i umożliwienia im przetestowania ich. Prototypowe części z tworzyw sztucznych to te, które wystawiasz potencjalnym klientom, aby pomóc im ocenić ich zainteresowanie produktem przed uruchomieniem.

proces ten daje projektantom przy wsparciu firm prototypujących szansę na dokonanie odpowiednich zmian przed wykonaniem wyrobów z tworzyw sztucznych. W końcu zarówno producent, jak i użytkownik produktu końcowego korzystają. Inne zalety to:

• testuje różne cechy konstrukcyjne prototypu z tworzywa sztucznego
• weryfikuje funkcjonalność projektu
• tworzy testowy punkt odniesienia dla rozwoju dodatkowych funkcji
• ułatwia opinie klientów
• identyfikuje możliwe defekty i nieprawidłowości w prototypowych częściach z tworzyw sztucznych przed masową produkcją
• pozwala udoskonalić definicję wydajności produkcji

rzeczy do wprowadzenia przed opracowaniem prototypu z tworzywa sztucznego

pierwszą rzeczą do rozważenia przed produkcją prototypów z tworzywa sztucznego jest model CAD. Model CAD (Computer-Aided Design) to cyfrowa reprezentacja zamierzonego produktu, pokazująca Tobie i producentowi, jak powinien wyglądać produkt.

model CAD pokazuje również, jak części z tworzywa sztucznego pasują do siebie, a produkt działa jako całość. Przygotowanie modelu CAD pomoże Ci stworzyć fizyczny prototyp modelu, wizualny lub funkcjonalny.

• Visual – wizualny prototyp daje wyobrażenie o ostatecznym wyglądzie produktu. Nie potrzebujesz wizualnych prototypów, aby funkcjonować jako produkt końcowy. Dlatego drukowanie 3D oferuje najtańszy i najszybszy sposób ich opracowania.
• funkcjonalne-z drugiej strony funkcjonalne prototypy reprezentują pożądany produkt końcowy od materiałów po mechanikę. Są to rodzaje prototypów, których można użyć do testowania projektów produktów przed przejściem do etapu produkcji masowej.

niezależnie od rodzaju plastikowego prototypu, który chcesz wykonać, dostępnych jest kilka metod. Jednak cztery z tych metod są szerzej stosowane. Należą do nich:

• odlewanie próżniowe
• druk 3D
• Obróbka CNC
• Formowanie wtryskowe

procesy tworzenia prototypów z tworzyw sztucznych

produkcja prototypów z tworzyw sztucznych jest jednym z najbardziej elastycznych procesów szybkiego prototypowania. Możesz wybierać spośród szerokiej gamy procedur, aby skutecznie wytwarzać prototypowe części z tworzyw sztucznych. W tej sekcji omówimy cztery najskuteczniejsze metody prototypowania tworzyw sztucznych.

Odlewanie próżniowe

dzięki odlewaniu próżni producenci mogą powielać kilka prototypowych części z tworzyw sztucznych. Polega na wykorzystaniu modelu głównego do tworzenia części, które nadają się do testowania. Przy użyciu odlewania próżniowego do produkcji prototypów z tworzyw sztucznych proces polega na wtrysku surowca do formy silikonowej. Jednak przed utworzeniem formy silikonowej musi istnieć model główny.

modele Master można tworzyć za pomocą druku 3D lub obróbki CNC. Po ukończeniu modelu głównego następuje rozwój form odlewniczych na bazie silikonu. Surowce są wtryskiwane do wnęki formy za pomocą próżniowego słoika dzwonkowego. Utwardzenie powstałego odlewu w celu precyzyjnego powielenia prototypu zajmuje często od 30 do 40 minut.

odlewanie próżniowe jest kompatybilne z szeroką gamą materiałów, od przezroczystych po nieprzezroczyste. Ponadto producenci mogą ponownie wykorzystać formę silikonową do produkcji do 25 prototypów. Ten proces pomaga szybko zrealizować projekt, aby mieć rozwój produktu i masową produkcję w bliskiej odległości.

korzyści z wyboru Odlewania Próżniowego dla prototypu z tworzywa sztucznego

oto kilka najważniejszych powodów, dla których warto używać odlewania próżniowego do szybkiego prototypowania:

• pomaga producentom w tworzeniu precyzyjnych prototypowych części z tworzyw sztucznych z drobnymi szczegółami.
• silikonowa forma może odtworzyć kilka identycznych prototypów w krótkim czasie.
• jest to idealny proces do wytwarzania części o złożonych kształtach.
• odpowiedni materiał formy da prototyp o identycznej jakości jak zamierzony produkt końcowy.
• jest kompatybilny z szeroką gamą materiałów z tworzyw sztucznych o różnej sztywności, elastyczności i teksturze.

Druk 3D

produkcja przyrostowa lub druk 3D obejmuje kilka technologii produkcyjnych. Jest to jedna z innowacyjnych technik podążających za przemysłem 4.0, które zmieniają świat produkcji. Jak już wspomnieliśmy, drukowanie 3D jest terminem ogólnym. Trzy z najbardziej popularnych metod produkcji prototypowych części z tworzyw sztucznych 3D to:

Fused Deposition Modeling (FDM)

drukowanie 3D FDM jest najpopularniejszą formą druku 3D stosowaną w produkcji prototypów z tworzyw sztucznych. Proces ten polega na wykorzystaniu wytłaczania do osadzania warstw po warstwie materiałów z tworzyw sztucznych, aż do uformowania produktu końcowego.

gdy używane są przemysłowe drukarki FDM, producenci mogą tworzyć prototypy o zwiększonej wytrzymałości i rozdzielczości, w zależności od zaangażowanych materiałów. Jest to również elastyczna procedura, kompatybilna z kilkoma materiałami, w tym PLA, ABS, Nylon, PETG, Poliwęglan itp.

Stereolitografia (SLA)

FDM emituje filamenty, ale druk 3D SLA wykorzystuje Tworzywa sztuczne do tworzenia prototypowych części z tworzyw sztucznych. Polega na użyciu lasera o dużej mocy, który pomaga zestalić model przy użyciu kadzi z żywicy. Producenci wykorzystują tę metodę do kilku celów prototypowania, w tym do elementów dentystycznych, medycznych i ogólnych komponentów konsumenckich.

selektywne spiekanie laserowe (SLS)

technologia SLS wykorzystuje również laser o dużej mocy. Jednak w przeciwieństwie do SLA spieka sproszkowane materiały razem tworząc model 3D. Proces ten charakteryzuje się jakością druku, która jest lepsza od FDM. prototypowe części z tworzyw sztucznych stworzone tą metodą są bardziej funkcjonalne i mają wyższe rozdzielczości. Są na ogół trwalsze i bardziej elastyczne niż wydruki FDM.

korzyści z wyboru druku 3D dla prototypu z tworzywa sztucznego

będziesz cieszyć się następującymi korzyściami z drukowania 3D do tworzenia plastikowych prototypów:

• drukowanie 3D może pomóc w szybszym tworzeniu prototypów z tworzyw sztucznych przy jednoczesnym obniżeniu ogólnych kosztów procesu produkcyjnego.
• umożliwia bezpośrednie przesyłanie plików CAD do oprogramowania drukarki 3D i efektywny odczyt przez maszynę, umożliwiając płynniejszy przepływ pracy.
• umożliwia elastyczny wybór materiałów, dzięki czemu producenci mogą testować różne materiały podczas tworzenia prototypowych części z tworzyw sztucznych.
• dzięki drukowaniu 3D możesz łatwo wprowadzać zmiany, aktualizując plik CAD produktu przed wysłaniem go do drukarki. Tak więc, jak najwięcej iteracji można wykonać do projektu w bardzo krótkim czasie.
• producenci z drukarkami 3D mogą zazwyczaj tworzyć prototypy z projektów produktów w ciągu 24 godzin lub krócej.

Obróbka CNC

obróbka CNC oferuje kolejną realną i szybką metodę produkcji prototypów tworzyw sztucznych. Technologia ta wykorzystuje szeroką gamę narzędzi do tworzenia modeli 3D twojego projektu z litych bloków materiałów. Tworzenie plastikowego prototypu CNC wymaga procesu subtrakcyjnego. Oznacza to, że materiały są usuwane z litego bloku, w przeciwieństwie do druku 3D, który jest procesem addytywnym. Nie oznacza to jednak, że wytwórcy nie mogą tworzyć plastikowych prototypów z różnych materiałów.

Cyfrowe frezarki pomagają uczynić proces bardziej efektywnym. Producenci zapewniają prawidłową automatyzację procesu dzięki komputerowi dostępnemu do kierowania frezarką za pomocą przesłanych plików 3D. Wykonywanie prototypowych części Z tworzyw sztucznych CNC nie wymaga użycia form. Dlatego jest to opłacalne i wystarczy renderowanie CAD, aby rozpocząć prototypowanie tworzyw sztucznych CNC.

korzyści z wyboru Obróbki CNC dla prototypu z tworzywa sztucznego

obróbka CNC jest jedną z najbardziej skutecznych technik szybkiego prototypowania, oferującą następujące zalety:

• pozwala przetestować dopasowanie, formę i funkcję prototypowych części z tworzyw sztucznych bez wytwarzania oprzyrządowania do form wtryskowych.
• obróbka CNC oferuje zwiększony potencjał wąskich tolerancji, podcięć i gwintów oraz ograniczeń wielkości.
• ta technika umożliwia również wykonanie kilku wykończeń powierzchni prototypu, od polerowania po malowanie, malowanie proszkowe i inne.
• obróbka CNC zapewnia również szybki czas realizacji, w zależności od złożoności modelu prototypu z tworzywa sztucznego.
• umożliwia wykorzystanie szerokiej gamy materiałów, ułatwiając wybór materiału do produkcji.
• powstały prototyp ma zwykle właściwości mechaniczne zbliżone do wtryskiwanej części, a wynik różni się w zależności od wyglądu i pożądanej funkcjonalności.

Formowanie wtryskowe

gdy potrzebujesz metody produkcji prototypów z tworzyw sztucznych dla ograniczonych serii produkcyjnych prototypów, powinieneś wybrać formowanie wtryskowe z tworzyw sztucznych. Chociaż formowanie wtryskowe jest popularne w masowej produkcji, oferuje również cenne środki do produkcji prototypów z tworzyw sztucznych. Technika polega na stworzeniu metalowej matrycy. Następnie wytwórca wysyła żywicę z tworzywa sztucznego do ogrzewanej beczki, gdzie jest mieszana i silnie wtryskiwana do metalowej matrycy.

ostatnim krokiem jest szybkie chłodzenie plastiku w stały składnik. Rezultatem jest prototyp o doskonałych właściwościach mechanicznych i wysokiej jakości wykończeniu powierzchni. Jest kompatybilny z popularnymi opcjami tworzyw sztucznych, takimi jak ABS, polietylen, Poliwęglan, Nylon, HIPS itp. Prototypowe formowanie wtryskowe tworzy podstawę dla kolejnych form potrzebnych do kompletnych serii produkcyjnych. Wiele branż korzysta z tej metody, w tym przemysł samochodowy, elektroniczny, medyczny i opakowaniowy.

korzyści z wyboru formowania wtryskowego dla prototypu z tworzywa sztucznego

prototypowe formowanie wtryskowe z tworzywa sztucznego oferuje następujące zalety:

• umożliwia szybkie i ekonomiczne testowanie koncepcji produktu bez uszczerbku dla jakości.
• formowanie wtryskowe pomaga uzyskać szybki wgląd w możliwości operacyjne plastikowych prototypów, tworząc rzeczywistą, niemal idealną replikację produktów końcowych.
• ta metoda może pomóc w wytwarzaniu złożonych części o kształcie i wadze.
• formowanie wtryskowe z tworzyw sztucznych jest idealne dla branż, które wymagają znacznych badań i certyfikatów, takich jak sektor medyczny.
• jest to najbardziej skuteczna metoda dla minimalnych serii produkcyjnych.

szukasz plastikowych prototypów i usług produkcyjnych? Sprawdź RapidDirect i prześlij swój plik, aby uzyskać natychmiastową wycenę.

kluczowe kwestie dotyczące szybkiego prototypowania tworzyw sztucznych

projektanci muszą wybrać metody prototypowania tworzyw sztucznych, które najlepiej nadają się do ich zastosowań. Prototypy mają różne wymagane cechy. Chociaż można mieć przybliżone podobieństwo prototypów i części produkcyjnych na wczesnym etapie, muszą one być ściśle dopasowane, gdy rozwój zbliża się do premiery.

dlatego najlepiej rozważyć kilka czynników przed wyborem metody produkcji prototypów z tworzyw sztucznych. Te kluczowe to:

1. Cel prototypu z tworzywa sztucznego

zastosowanie prototypu powinno być pierwszym rozważeniem. Prototypy tworzyw sztucznych są wykorzystywane w różnych gałęziach przemysłu i z różnych powodów. Twój prototyp może być do testów niefunkcjonalnych dla marketingu lub sprzedaży. Z drugiej strony może być potrzebny prototyp do testowania funkcjonalnego z potencjalnymi konsumentami. Należy wybrać metodę, która wytwarza części prototypowe o dokładnych kolorach, geometrii i wykończeniu powierzchni zamierzonego produktu końcowego.

2. Formularz

czy twój projekt zawiera wąskie tolerancje lub złożone funkcje wewnętrzne? Odpowiedź na to pytanie pomoże Ci wybrać właściwą technikę prototypowania dla Twojego prototypu. Niektóre opcje produkcyjne są ograniczone, jeśli chodzi o geometrię projektów. Niektóre z nich mogą wymagać optymalizacji wysokiego poziomu projektowania dla produkcji (DFM), zanim mogą być ekonomiczne lub opłacalne. Najlepszym wyborem są technologie, które mogą skutecznie spełniać zamierzoną geometrię części z tworzywa sztucznego.

3. Objętość & koszt

rozmiar i objętość części są ściśle związane z ostatecznym kosztem procesu. Całkowita objętość prototypu, który chcesz wyprodukować, odgrywa ważną rolę w wyborze właściwej techniki prototypowania. Niektóre procesy mogą mieć wyższe koszty wstępne konfiguracji i oprzyrządowania, podczas gdy wytwarzają niedrogie części. W przeciwieństwie do innych procesów mogą mieć niskie koszty rozruchu, ale zwiększone koszty części ze względu na mniejszą automatyzację, wolniejsze czasy cykli i koszty pracy. Nawet przy zwiększonych wolumenach koszty takich procesów zmniejszają się tylko nieznacznie.

4. Czas realizacji

jak szybko potrzebujesz prototypu, wpłynie również na wybór techniki. Niektóre metody prototypowania wykorzystują zaawansowane oprzyrządowanie połączone z automatyzacją do tworzenia prototypów w ciągu 24 godzin. Jednak oprzyrządowanie i konfiguracje dla niektórych metod mogą wydłużyć czas realizacji do tygodni. Jeśli potrzebujesz testów wykonanych bardzo szybko, powinieneś wybrać metody, które szybko wytwarzają części.

5. Materiał

czy twój prototyp musi być narażony na określone naprężenia lub naprężenia? Przed wyborem optymalnego materiału należy zrównoważyć koszty z estetycznymi i funkcjonalnymi wymaganiami prototypu. Przed dokonaniem wyboru zdecyduj swoje idealne właściwości aplikacji z dostępnymi technikami prototypowania tworzyw sztucznych.

jaki jest koszt prototypu z tworzywa sztucznego?

Na koszt prototypów z tworzyw sztucznych wpływa kilka czynników. Czynniki te obejmują użyte materiały, złożoność części i zastosowaną technikę produkcji prototypów z tworzywa sztucznego. Jednak drukowanie 3D jest na ogół tańsze niż obróbka CNC. Formowanie wtryskowe jest nieco bardziej kosztowne niż początkowo wymienione procesy ze względu na koszty frezowania formy.

niskie koszty stałe druku 3D zapewniają zerową ekonomię skali. Oznacza to, że pierwsza kopia ma taki sam koszt jak Ostatnia. Stałe koszty obróbki CNC są również niskie, a całkowity koszt rośnie w stałym tempie. Można więc oczekiwać, że koszt każdej części będzie nieco wyższy niż podobne części produkowane przy użyciu druku 3D.

w przypadku prototypowego kosztu formowania wtryskowego z tworzywa sztucznego jest stosunkowo wysoki dla pierwszych kilku części. Jednak cena jest niższa wraz ze wzrostem wolumenu. Oczywiste jest, że koszt prototypu z tworzywa sztucznego jest względny i zależy w dużej mierze od zastosowanej metody i wymaganej objętości.

techniki prototypowania tworzyw sztucznych	koszt
Druk 3D
Obróbka CNC	niska, ale wyższa niż drukowanie 3D
Formowanie wtryskowe	kosztowne, ale w zależności od objętości

podsumowanie

prototypowanie tworzyw sztucznych jest skutecznym sposobem zapewnienia wysokiej jakości wyników procesu produkcyjnego. Jednak sukces prototypu z tworzywa sztucznego będzie zależał od zrozumienia dostępnych technologii prototypowania i wyboru najskuteczniejszego dla danego zastosowania. Teraz, gdy wiesz więcej o tworzeniu prototypów z tworzyw sztucznych, nadszedł czas, aby uzyskać przewagę konkurencyjną, wybierając odpowiedniego partnera produkcyjnego.

RapidDirect Twój dostawca usług produkcji prototypów z tworzyw sztucznych

RapidDirect ma doświadczenie, którego potrzebujesz, aby zapewnić wydajne usługi produkcji prototypów. Nasz zespół ekspertów inżynierów i projektantów ma odpowiednie zrozumienie różnych technik, aby najlepiej obsłużyć Twój projekt. Zapewniamy nie tylko opłacalne usługi, ale także udzielamy profesjonalnych opinii i sugestii, aby pomóc w jak najlepszym wykorzystaniu procesu.

dzięki rozbudowanej sieci partnerów w kilku branżach możesz być pewien, że dostarczamy najlepsze możliwe rozwiązania do prototypowania. Uzyskaj natychmiastową wycenę w ciągu kilku minut, a zamówienia w ciągu kilku dni. Wszystko, co musisz zrobić, to przesłać plik CAD. Skontaktuj się z RapidDirect już dziś, a pomożemy zrealizować Twoje pomysły.

FAQs