Panduan untuk pembuatan prototipe elastomer

Prototyping adalah fase kunci dari siklus hidup manufaktur yang biasanya menghubungkan akhir tahap desain dengan awal produksi. Proses ini memungkinkan desainer dan insinyur untuk menyempurnakan desain bagian, mengumpulkan umpan balik, dan mendapatkan dukungan pemangku kepentingan.

Prototipe dapat dibuat dengan berbagai cara. Pembuatan prototipe 3D cepat, yang menggunakan metode manufaktur aditif untuk memproduksi suku cadang, telah menjadi pilihan yang semakin populer untuk pembuatan prototipe karena memungkinkan para insinyur untuk mengidentifikasi masalah desain dengan cepat dan hemat biaya sebelum produksi dimulai. Ini membantu menghindari revisi alat yang berpotensi mahal atau memakan waktu, meningkatkan kualitas produk, dan memastikan produksi tetap sesuai jadwal dengan jadwal yang diproyeksikan.

Namun, aplikasi dan bahan bagian tertentu tidak cocok untuk pembuatan prototipe berbasis 3D. Proses seperti fused deposition modeling (FDM) menghasilkan suku cadang non-isotropik yang mungkin lebih rapuh dan bereaksi berbeda dari suku cadang elastomer produksi, sementara metode aditif lainnya mungkin dibatasi oleh biaya atau pilihan material.

Ini dapat menghadirkan tantangan untuk pencetakan elastomer prototipe cepat, segel, dan bagian sangat elastis lainnya dengan durometer rendah, di mana fleksibilitas adalah karakteristik material yang diinginkan. Sementara perkembangan dalam metode manufaktur aditif telah memungkinkan para insinyur untuk mencetak produk karet, atau "elastomer", masih ada batasan untuk apa yang dapat dilakukan dengan teknologi tersebut. Namun, komponen dan prototipe elastomer dapat dibuat secara efektif dengan metode manufaktur tradisional.

Metode untuk menghasilkan prototipe elastomer

Proses seperti pencetakan kompresi dan pencetakan transfer adalah metode yang sangat efisien untuk memproduksi suku cadang karet seperti gasket, segel, dan cincin-O, tetapi perkakas yang diperlukan untuk membuat desain cetakan kompresi karet cenderung memiliki label harga yang tinggi. Dua metode tradisional yang paling umum untuk membuat prototipe bagian karet adalah pengecoran uretana dan pemotongan mati.

Pengecoran urethane melibatkan pembuatan cetakan silikon di sekitar pola utama dengan geometri yang tepat dari bagian akhir yang diinginkan. Pola master dapat dibuat dengan mesin CNC atau dicetak 3D, tergantung pada aplikasi dan kompleksitas geometris. Setelah cetakan set, dapat dipotong terbuka dan digunakan untuk membuat replika pola master yang sangat presisi dalam volume rendah. Salah satu keuntungan signifikan dari pengecoran urethane adalah bahwa prosesnya memungkinkan lebih banyak durometer dan warna daripada metode pembuatan prototipe elastomer lainnya. Die-cutting stok lembaran elastomer juga sangat umum untuk gasket dan seal.

Penggilingan CNC adalah proses manufaktur subtraktif yang menggunakan alat putar untuk memotong material dengan cepat dan efisien dari benda kerja padat, sehingga membentuk bagian yang diinginkan. Metode ini juga dapat digunakan untuk membuat desain karet, tetapi ada satu batasan desain utama:mencoba memotong bahan yang elastis dan lentur dengan tingkat akurasi apa pun sangat sulit. Karena alasan ini, hanya karet yang sangat kaku yang dapat digiling secara efektif.

Pembuatan prototipe uretan cor adalah cara yang lebih efisien untuk membuat bagian karet lunak. Jika karena alasan tertentu prototipe harus digiling, insinyur harus mempertimbangkan untuk menempatkan kerah tepat di atas gilingan untuk mencegah benda kerja karet bergerak. Benda kerja karet juga dapat dibekukan dalam nitrogen cair sebelum digiling untuk meningkatkan kekerasannya.

Salah satu keuntungan utama dari prototipe karet pencetakan 3D adalah kecepatan. Setelah file CAD diselesaikan, suku cadang seringkali dapat diproduksi dalam waktu kurang dari sehari. Namun, beberapa metode aditif memiliki keterbatasan material, yang berarti bahwa meskipun mungkin efektif untuk menguji kesesuaian dan bentuk komponen, metode ini sering kali tidak ideal untuk pengujian fungsional.

Beberapa batasan material bervariasi berdasarkan proses. Salah satu metode pertama pembuatan prototipe elastomer cetak 3D menggunakan sintering laser selektif (SLS) dengan bahan dasar elastis. Prototipe yang dibuat melalui SLS menampilkan beberapa elastisitas, tetapi masih menunjukkan kekakuan relatif dan cenderung pecah setelah pelenturan berulang. Bagian ini juga sering kali memiliki resolusi akhir yang rendah.

Perkembangan teknologi PolyJet memungkinkan para insinyur untuk mencetak banyak bahan dalam kombinasi yang berbeda dari kepala yang sama. Hal ini memungkinkan produksi prototipe yang secara akurat mensimulasikan berbagai sifat karet, termasuk durometer mulai dari 27-95 pada skala kekerasan Shore. Sayangnya, banyak material PolyJet tidak memiliki kekuatan seperti prototipe karet yang sebenarnya, meskipun beberapa material yang lebih baru memberikan kekuatan dan fungsionalitas yang lebih sebanding.

Teknologi Digital Light Synthesis (DLS) Carbon juga dapat digunakan untuk mencetak prototipe elastomer, dengan satu keuntungan dari proses ini adalah memungkinkan sifat isotropik yang lebih besar. Metode ini memiliki beberapa keterbatasan dalam hal sifat material, durometer, warna, kompleksitas bagian, dan ukuran bagian, tetapi dapat digunakan untuk membuat prototipe karet berkualitas produksi.

Membuat prototipe bagian karet secara efisien

Kemajuan teknologi telah mempermudah pembuatan prototipe komponen elastomer secara cepat dan ekonomis, dan memungkinkan spesifikasi material yang diperlukan menentukan produsen proses mana yang merupakan kunci untuk memaksimalkan efisiensi. Jika prototipe dimaksudkan sebagai bukti konsep atau untuk menguji bentuk dan kesesuaian komponen, maka efisiensi yang diberikan oleh pencetakan 3D sulit dikalahkan. Di sisi lain, pengecoran uretana memiliki keterbatasan material yang jauh lebih sedikit, yang seringkali terbukti lebih berguna untuk tujuan pengujian fungsional.

Di Fast Radius, kami berkomitmen untuk merampingkan proses pembuatan setiap proyek mulai dari konsep hingga pengiriman. Kami bekerja bahu-membahu dengan pelanggan kami selama setiap fase siklus hidup produksi, membantu tim produk dari segala bentuk dan ukuran mengoptimalkan desain bagian, prototipe, memilih bahan yang paling sesuai, menguji, dan memproduksi dalam skala besar. Tim desainer, insinyur, dan penasihat berpengalaman kami siap menjadi mitra manufaktur khusus Anda. Kami menjanjikan produksi yang hemat biaya dan waktu yang menghasilkan produk dengan kualitas tak tertandingi. Hubungi kami hari ini untuk memulai.