การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วในอุตสาหกรรมแม่พิมพ์

เทคโนโลยี Rapid Prototyping (ต่อไปนี้จะเรียกว่า RP) เป็นเทคโนโลยีเกิดใหม่ที่ผสมผสานการออกแบบที่ใช้คอมพิวเตอร์ช่วย เครื่องจักรที่มีความแม่นยำ เทคโนโลยีเลเซอร์ CNC และวัสดุศาสตร์ ใช้หลักการของการเรียงซ้อนแบบไม่ต่อเนื่องเพื่อแปลงแบบจำลอง CAD ของวัตถุที่ออกแบบให้กลายเป็นตัวอย่างทางกายภาพ เนื่องจากเทคโนโลยี RP ใช้หลักการในการเปลี่ยนตัวเครื่องสามมิติให้กลายเป็นการผลิตแบบหลายชั้นในระนาบสองมิติ จึงไม่ไวต่อความซับซ้อนขององค์ประกอบของวัตถุ ดังนั้นยิ่งวัตถุซับซ้อนมากเท่าไร ก็สามารถสะท้อนถึงความเหนือกว่าของมันได้มากขึ้นเท่านั้น .

วิธีการผลิตแม่พิมพ์อย่างรวดเร็วตาม RPM

แม่พิมพ์เป็นวิธีการที่ขาดไม่ได้ในการผลิต โดยแม่พิมพ์หล่อ แม่พิมพ์ฉีด แม่พิมพ์ปั๊ม และแม่พิมพ์ตีขึ้นรูป มีการใช้กันมากที่สุด วิธีการทำแม่พิมพ์แบบดั้งเดิมคือการกลึง การกัด การไส การเจาะ การบด การกัดเซาะด้วยไฟฟ้า และการแปรรูปอื่น ๆ บนช่องว่างไม้หรือโลหะเพื่อให้ได้รูปร่างและขนาดของแม่พิมพ์ที่ต้องการ วิธีนี้ใช้เวลานานและมีราคาแพง โดยเฉพาะแม่พิมพ์ขนาดใหญ่บางชนิดที่จำเป็นสำหรับรถยนต์ รถจักรยานยนต์ และเครื่องใช้ในบ้าน ซึ่งมักจะมีราคาสูงกว่าหลายแสนหยวน และวงจรการผลิตอาจใช้เวลานานหลายเดือนหรือเป็นปี อย่างไรก็ตาม RT ที่ใช้เทคโนโลยี RPM จะสร้างแม่พิมพ์ทั้งทางตรงและทางอ้อม ซึ่งทำให้เวลาในการผลิตแม่พิมพ์สั้นลงอย่างมากและลดต้นทุนได้อย่างมาก

1. ใช้เครื่องสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างแม่พิมพ์โดยตรง เนื่องจากชิ้นงานที่ทำโดยเครื่องสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วบางเครื่องมีความแข็งแรงเชิงกลและเสถียรภาพที่ดีกว่า ชิ้นส่วนที่สร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วจึงสามารถใช้เป็นแม่พิมพ์ได้โดยตรง ตัวอย่างเช่น ชิ้นส่วน PPSF ของเครื่องสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว TITAN ของ Stratasys มีความแข็งพอๆ กับไม้เนื้อแข็ง และสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงถึง 300°C หลังจากการรักษาพื้นผิว (เช่นการพ่นสารเคลือบเงา วัสดุโพลีเมอร์ หรือโลหะ) พวกมันสามารถใช้เป็นแม่พิมพ์ไม้หล่อทรายและแม่พิมพ์หล่อโลหะผสมที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ ,ทดลองผลิตแม่พิมพ์ฉีดและแม่พิมพ์ดันเพื่อการลงทุนหล่อ เมื่อใช้เป็นแม่พิมพ์ไม้สำหรับหล่อทราย สามารถใช้ทำแม่พิมพ์ทรายได้ 50 ถึง 100 ชิ้นซ้ำๆ เมื่อใช้เป็นแม่พิมพ์ขี้ผึ้ง สามารถใช้ฉีดแม่พิมพ์ขี้ผึ้งซ้ำได้มากกว่า 100 ชิ้น ชิ้นงาน ABS ของเครื่องสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว FDM สามารถเลือกฟิวส์ผงโลหะที่ห่อด้วยสารยึดเกาะเทอร์โมพลาสติกเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปของแม่พิมพ์ ผงโลหะถูกเผาและโลหะที่สอง (อลูมิเนียม) แทรกซึมเข้าไปในรูขุมขนเพื่อสร้างแม่พิมพ์โลหะ

2. ใช้ชิ้นส่วนที่สร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วเป็นแม่พิมพ์ต้นแบบ คัดลอกแม่พิมพ์แบบอ่อน (Softtooling) ใช้ชิ้นส่วนที่สร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วเป็นแม่พิมพ์ต้นแบบซึ่งสามารถเทลงในวัสดุอ่อน เช่น ขี้ผึ้ง ยางซิลิโคน อีพอกซีเรซิน และโพลียูรีเทนเพื่อสร้างแม่พิมพ์แบบอ่อน หรือซิลิโคน แม่พิมพ์ยางและอีพอกซีเรซิน (นั่นคือ การอัดขึ้นรูปของแม่พิมพ์ขี้ผึ้ง) จะถูกเทก่อน จากนั้นจึงเทแม่พิมพ์ขี้ผึ้ง ในหมู่พวกเขา แม่พิมพ์ขี้ผึ้งสามารถใช้สำหรับการหล่อการลงทุน ในขณะที่แม่พิมพ์ยางซิลิโคน แม่พิมพ์อีพอกซีเรซิน ฯลฯ สามารถใช้เป็นแม่พิมพ์ฉีดสำหรับการผลิตทดลองหรือแม่พิมพ์หล่อโลหะผสมที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ

3. ใช้ชิ้นส่วนที่สร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วเป็นแม่พิมพ์ต้นแบบ การคัดลอกแม่พิมพ์แบบแข็ง (เครื่องมือเหล็ก) การใช้ชิ้นส่วนที่สร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วเป็นแม่พิมพ์ต้นแบบหรือแม่พิมพ์แบบอ่อนที่คัดลอกมาจากชิ้นส่วนเหล่านั้น สามารถเท (หรือเคลือบ) ยิปซั่ม เซรามิก วัสดุสังเคราะห์ที่เป็นโลหะ โลหะ ขึ้นรูปแข็ง แม่พิมพ์ (เช่น แม่พิมพ์หล่อต่างๆ แม่พิมพ์ฉีด แม่พิมพ์ขี้ผึ้ง แม่พิมพ์อัด แม่พิมพ์ยืด) เพื่อผลิตชิ้นส่วนพลาสติกหรือโลหะจำนวนมาก แม่พิมพ์ประเภทนี้มีประสิทธิภาพการตัดเฉือนที่ดี และสามารถตัดบางส่วนเพื่อให้ได้ความแม่นยำสูงขึ้น หรือแทรกเข้าไปในเม็ดมีด ระบบทำความเย็น ระบบเท ฯลฯ อายุการใช้งานของแม่พิมพ์ของแม่พิมพ์ขี้ผึ้งที่ทำจากวัสดุสังเคราะห์ที่เป็นโลหะสามารถอยู่ที่ 1,000 ถึง 10,000 ชิ้น

RT (Rapid Tooling) ซึ่งสนับสนุนโดยเทคโนโลยี RP ได้รับการพัฒนาเพื่อลดวงจรการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่และเพื่อแนะนำผลิตภัณฑ์ขนาดเล็กที่มีจำหน่ายในท้องตลาด หลากหลาย หลากหลาย ซึ่งปรับแต่งตามความตั้งใจของลูกค้าออกสู่ตลาดโดยเร็วที่สุด เทคโนโลยีการผลิตใหม่ เนื่องจากความก้าวหน้าของการพัฒนาผลิตภัณฑ์และเทคโนโลยีการผลิต รวมถึงการแสวงหาแนวทางการบริโภคในตลาดที่แปลกใหม่ แปลกประหลาด และเปลี่ยนแปลงได้อย่างต่อเนื่อง จึงเป็นข้อเท็จจริงที่เถียงไม่ได้ว่าวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์ (โดยเฉพาะสินค้าอุปโภคบริโภค) กำลังสั้นลงเรื่อยๆ ตัวอย่างเช่น ผลิตภัณฑ์ เช่น รถยนต์ เครื่องใช้ในบ้าน และคอมพิวเตอร์ ได้รับการขึ้นรูปโดยใช้เทคโนโลยีการผลิตแม่พิมพ์แบบรวดเร็ว วงจรการผลิตคือ 1/3 ถึง 1/10 ของการผลิตแม่พิมพ์แบบดั้งเดิม และต้นทุนการผลิตเพียง 1/3 ถึง 1/5 ดังนั้น ประเทศที่พัฒนาแล้วทางอุตสาหกรรมจึงถือว่า RP/RT เป็นหนึ่งในหัวข้อการวิจัยที่สำคัญและเทคโนโลยีการผลิตหลัก เพื่อลดระยะเวลาในการพัฒนาผลิตภัณฑ์และวงจรการผลิตแม่พิมพ์ ประเทศของฉันยังได้เริ่มการวิจัย พัฒนา และการประยุกต์ใช้การผลิตอย่างรวดเร็ว