Panduan Profesional Cetak 3D Cetakan Tahan Lama

Cetak injeksi adalah proses paling populer di dunia untuk memproduksi bagian plastik. Dengan menggunakan cetakan logam tahan lama, cetak injeksi memungkinkan untuk menciptakan ratusan ribu unit dalam waktu singkat.

Dan molding tidak mahal. Setidaknya, menginjeksi satu shot material ke dalam cetakan tidak: prosesnya sangat cepat, dan pelet adalah bentuk plastik yang murah. Tetapi cetakan itu sendiri adalah mahal, sebagian besar terbuat dari logam premium dan dibuat dengan pemesinan manual atau CNC.

Untuk prototipe dan produksi pendek, cetakan profesional mungkin jauh melebihi anggaran perusahaan. Dan bahkan cetakan aluminium yang paling terjangkau — yang dibuat oleh rapid tooling — masih terlalu mahal untuk beberapa proyek.

Salah satu cara untuk membuat bagian cetak injeksi dengan biaya sangat rendah adalah dengan mencetak 3D cetakan tersebut. Cetakan plastik ini tidak akan bertahan lama, dan pastinya tidak dapat digunakan untuk produksi massal, tetapi mereka bekerja baik untuk beberapa prototipe cepat.

Artikel ini melihat bagaimana dan mengapa Anda mungkin menggunakan cetak 3D untuk membuat cetakan plastik untuk cetak injeksi.

Mengapa menggunakan cetak 3D untuk cetakan?

Cetak 3D tidak banyak digunakan sebagai alat pembuatan cetakan. Sebaliknya, ini paling sering digunakan untuk prototiping cepat dan produksi batch kecil bagian kustom.

Namun, saat memproduksi bagian cetak injeksi dengan anggaran yang ketat, cetak 3D menawarkan beberapa kemungkinan. Manufaktur tambahan sangat murah, dengan biaya setup minimal, dan dapat digunakan untuk membuat item satu-satunya seperti cetakan.

Cetakan cetak 3D jauh lebih padat dan tahan lama daripada bahkan cetakan logam yang dishaped yang paling tipis, tetapi mereka cukup baik untuk beberapa prototipe yang dibuat dari bahan tertentu.

Untuk sebagian besar kasus, 3ERP merekomendasikan pemesinan CNC untuk pembuatan cetakan cetak injeksi.

Industri apa yang menggunakan cetak 3D untuk cetakan?

Beberapa sektor menggunakan cetak 3D cukup teratur untuk pembuatan cetakan, meskipun tidak sering untuk cetak injeksi.

Emasawan, misalnya, sering menggunakan printer 3D Stereolithography (SLA) untuk membantu proses pencetakan investasi. Setelah mencetak 3D model sebuah perhiasan, emasawan dapat menggunakan model sebagai pola positif untuk membuat cetakan. Model cetak 3D kemudian dapat dibakar, sehingga hanya tinggal cetakan, yang dapat digunakan untuk membuat perhiasan logam.

Industri gigi menggunakan printer 3D dengan cara yang sama. Profesional gigi sekarang dapat menghasilkan model 3D dari gigi pasien, kemudian membuat model invers dari gigi tersebut menggunakan printer 3D. Model yang dicetak kemudian dapat berfungsi sebagai cetakan, dan dapat digunakan untuk membuat aligner dan retainer gigi spesifik pasien dari bahan yang lunak dan aman medis.

Printer 3D apa yang paling baik untuk membuat cetakan?

Printer 3D FDM — printer 3D desktop yang paling umum — tidak terutama cocok untuk membuat cetakan. Itu karena bagian cetak FDM biasanya memiliki permukaan yang kasar dengan garis lapisan.

Teknologi AM yang lebih baik untuk pembuatan cetakan termasuk material jetting cetak 3D dan Stereolithography cetak 3D.

Kedua teknologi ini menawarkan tingkat detail dan akurasi yang tinggi, serta finishing permukaan yang baik yang memfasilitasi aliran material yang mulus selama proses injeksi.

Bahan cetak 3D untuk cetakan

Berbagai macam plastik yang dapat dicetak 3D dapat digunakan untuk membuat cetakan untuk cetak injeksi. Namun, material harus memiliki resistensi suhu yang cukup tinggi untuk mempertahankan bentuknya bahkan saat plastik cair di-injeksi ke dalamnya.

Semakin tinggi titik leleh plastik yang di-injeksi, semakin tinggi suhu defleksi panas dari cetakan yang diperlukan.

Untuk material jetting, bahan pembuatan cetakan yang banyak digunakan adalah Stratasys Digital ABS, yang memiliki suhu defleksi panas hingga 95°C. Stratasys mengatakan bahan ini “ideal untuk prototiping cepat bagian snap-fit untuk penggunaan suhu tinggi atau rendah, desain fungsional dengan keberagaman multi-material dan fleksibilitas, cetakan, alat manufaktur, bagian listrik dan banyak lagi.”

Untuk SLA, bahan pembuatan cetakan yang umum adalah Formlabs High Temperature Resin. Formlabs mengatakan “Kedua Clear dan High Temp Resins dapat digunakan untuk mencetak cetakan fungsional kecil, dengan High Temp menawarkan kompatibilitas dengan berbagai macam suhu leleh termoplastik… Kekakuan yang relatif tinggi dari High Temp Resin berarti cetakan tidak akan berubah bentuk saat melepas bagian.”

Merancang cetakan cetak 3D

Saat merancang cetakan cetak 3D, penting untuk mempertimbangkan dua hal: apakah desain akan dicetak dengan baik, dan apakah cetakan yang dicetak akan berfungsi dengan baik saat plastik cair di-injeksi ke dalamnya.

Untuk cetakan yang dicetak dengan baik:

• Jaga struktur pendukung di luar cetakan, jauh dari rongga cetakan. Ini memastikan bahwa ketidaksempurnaan yang disebabkan oleh penghapusan pendukung tidak muncul pada bagian yang dicetak.
• Cetak dengan resolusi tertinggi dan tinggi lapisan terendah untuk mengurangi efek tangga pada fitur lengkung.
• Sertakan ventilasi udara untuk mengurangi kemungkinan udara yang terperangkap dan gelembung.

Untuk molding yang efektif:

• Jaga dinding tipis dengan ketebalan yang konsisten di seluruhnya.
• Tambahkan sudut draft untuk memfasilitasi peluaran bagian.
• Sertakan radius; tidak ada tepi atau sudut tajam.

Untuk tips desain lebih lanjut, baca tips desain kami untuk cetak 3D Stereolithography. Kemudian baca panduan kami tentang merancang bagian untuk cetak injeksi.

Dengan atau tanpa frame?

Cara yang baik untuk memperpanjang umur cetakan cetak 3D adalah dengan menggunakan frame aluminium. Cetakan yang dicetak ditempatkan dalam frame logam, yang melindungi cetakan plastik yang lebih rapuh dari tekanan dan panas yang dihasilkan oleh nozel mesin cetak injeksi.

Karena cetakan muat sempurna dalam frame aluminium, itu juga dilindungi dari kerucutan setelah injeksi berulang. Selain itu, frame berisi saluran yang menghubungkan nozel mesin cetak injeksi ke sprue dari cetakan yang dicetak, menghilangkan kebutuhan kontak langsung antara nozel dan cetakan.

Frame aluminium jauh lebih tahan lama daripada cetakan cetak 3D yang ditempatkan di dalamnya. Ini berarti produsen dapat menggunakan satu frame aluminium untuk beberapa cetakan yang berbeda, yang kemudian dapat digunakan untuk memproduksi beberapa unit yang dicetak.

Mungkin untuk menggunakan cetakan yang dicetak tanpa frame, tetapi ini memerlukan lebih banyak bahan cetak 3D dan membuat cetakan lebih rentan terhadap kerucutan.

Metode alternatif

Cetak injeksi dengan cetakan cetak 3D dapat menjadi opsi yang baik untuk bisnis yang memiliki akses ke printer 3D SLA atau material jetting.

Namun, produksi batch kecil bagian plastik yang dicetak juga dapat dicapai dengan vacuum casting. Vacuum casting menggunakan cetakan silicone yang murah untuk membuat prototipe plastik dengan cepat. Sama seperti cetakan cetak 3D, cetakan silicone memiliki umur pendek.

Vacuum casting mungkin lebih disukai, karena menghasilkan bagian yang dicetak dengan finishing permukaan yang sangat mulus.

3ERP adalah penyedia layanan manufaktur yang berpengalaman seperti cetak 3D, cetak injeksi, pemesinan CNC dan vacuum casting. Hubungi kami untuk penawaran gratis.