Perbandingan Material Profesional untuk Cetakan Injeksi 3D Print
Pendahuluan
Penggunaan proses cetak 3D untuk menciptakan alat bantu akhir pakai semakin umum seiring meningkatnya kemampuan teknologi ini.
Dalam artikel ini kita fokus pada aplikasi alat bantu tertentu: pencetakan injeksi kecil. Tinjauan luas tentang aplikasi cetak 3D di bidang ini dapat ditemukan di sini. Dalam artikel ini, kami membandingkan dua bahan populer yang saat ini digunakan di industri untuk memproduksi cetakan injeksi.
Pencetakan injeksi adalah aplikasi yang sangat menuntut untuk bahan cetak 3D, karena cetakan harus menahan gaya pemrosesan pada suhu yang lebih tinggi dan mempertahankan akurasi dimensinya selama banyak kali pencetakan. Cetakan injeksi cetak 3D paling cocok untuk:
Waktu putaran yang cepat (1-2 minggu dibandingkan 5-7 minggu).
Aplikasi di mana jumlah produksi rendah (50 - 100 bagian).
Desain cetakan di mana perubahan atau iterasi mungkin terjadi.
Bagian yang relatif kecil (kurang dari 150 mm).
Persyaratan Bahan untuk Pembuatan Cetakan
Bahan cetak 3D yang cocok untuk memproduksi cetakan injeksi harus memiliki:
- Ketegangan tinggi: Cetakan harus mempertahankan akurasi dimensi yang baik selama banyak kali pencetakan dan menahan tekanan tinggi selama injeksi bahan tanpa meremukkan.
- Ketahanan suhu tinggi: Suhu defleksi termal (HDT) yang tinggi sangat penting, tidak hanya untuk memastikan cetakan tidak gagal selama injeksi bahan tetapi juga untuk memungkinkan kontrol proses yang lebih presisi.
- Tingkat detail tinggi: Cetakan injeksi harus memiliki akurasi dimensi tinggi dan permukaan yang halus. Cetakan yang sangat akurat akan menghasilkan bagian yang sangat akurat.
Dua proses cetak 3D yang mampu menghasilkan bagian yang sangat akurat dan halus (tanpa pemrosesan pasca yang luas) adalah Material Jetting dan Stereolitografi (SLA). Sementara Material Jetting adalah proses industri secara eksklusif, sistem SLA desktop dan industri tersedia. Namun, bahan yang tersedia dan kemampuan produksi printer SLA desktop tidak layak untuk produksi high-end, sehingga tidak akan dibahas di sini.
Dalam artikel ini kita fokus pada dua bahan yang terbukti cocok untuk memproduksi cetakan injeksi kecil di lingkungan industri: Digital ABS plus untuk Material Jetting oleh Stratasys dan Somos PreFORM untuk SLA oleh DSM.
Penafian: sifat bahan yang tercantum di bawah ini disediakan oleh produsen dan berkaitan dengan bagian yang telah melalui proses pemanasan pasca optimal.
Perbandingan Bahan
Sifat Mekanik - Kekakuan
Somos PerFORM memiliki kekuatan tarik dan lentur yang sangat tinggi, tidak hanya dibandingkan dengan Digital ABS, tetapi juga di antara semua bahan cetak 3D industri lainnya (misalnya nylon SLS). Namun, ia lebih rapuh (regangan pada pecah rendah) dan memiliki kekuatan pukulan yang lebih rendah. Untuk pembuatan cetakan, sifat mekanik Somos PerFORM lebih diutamakan, karena kekakuan dan kekuatan tinggi adalah persyaratan utama.
|
Digital ABS Plus |
Somos PerFORM |
| Kekuatan tarik |
55 - 60 MPa |
80 MPa |
| Modulus tarik |
2600 - 3000 MPa |
9800 MPa |
| Regangan pada pecah |
25 - 40 % |
1,2 % |
| Kekuatan lentur |
65 - 75 MPa |
146 MPa |
| Modulus lentur |
1700 - 2200 MPa |
9030 MPa |
| Izod impact (berlubang) |
90 - 115 J/m |
20 J/m |
| Kekejaran (shore D) |
85 - 87 |
93 |
Sifat Termal - Ketahanan Suhu
Suhu Defleksi Termal (HDT) menunjukkan suhu di mana polimer meremukkan di bawah beban tertentu. Suhu Transisi Kaca (Tg) adalah wilayah suhu di mana bahan termo set bertransisi dari keadaan padat "kaca" ke keadaan yang lebih lentur "karet". Untuk aplikasi pencetakan injeksi, nilai yang tinggi baik HDT maupun Tg lebih disukai, jadi Somos PerFORM lagi kali ini mengungguli Digital ABS.
|
Digital ABS Plus |
Somos PerFORM |
| HDT (@ 0,46 MPa) * |
92 - 95°C |
268°C |
| Suhu Transisi Kaca (Tg) |
47 - 53°C |
81°C |
*: setelah pemrosesan pasca termal
Proses Cetak 3D - Tingkat Detail
Digital ABS dan Somos PerFORM digunakan dalam proses cetak 3D yang berbeda. Kemampuan sistem Material Jetting tipikal dan sistem SLA industri tipitis digambarkan dalam tabel di bawah. Keduanya dapat menghasilkan bagian yang sangat halus dengan detail rumit dan membutuhkan sedikit pemrosesan pasca. Digital ABS memiliki keuntungan kecil atas Somos PerFORM dalam hal tingkat detail, karena Material Jetting memiliki akurasi dimensi tertinggi di antara semua teknologi cetak 3D (dengan SLA di posisi kedua yang dekat).
|
Digital ABS Plus |
Somos PerFORM |
| Proses |
Material Jetting |
SLA Industri |
| Akurasi dimensi tipikal |
± 0,1% (batas bawah ± 0,05 mm) |
± 0,15% (batas bawah ± 0,05 mm) |
| Ukuran Fitur Minimum |
0,05 mm |
0,10 mm |
| Kebal Dinding Minimum |
0,6 mm |
0,8 mm |
| Tinggi Lapisan Minimum |
14 - 16 mikron |
25 - 50 mikron |
Kemampuan Produksi
Kedua Digital ABS dan Somos PerFORM telah digunakan di lingkungan industri untuk memproduksi cetakan injeksi kecil. Tabel di bawah meringkas jumlah bagian yang dapat dihasilkan oleh satu cetakan menggunakan bahan yang dianggap "mudah" dan "sulit" untuk dicetak (PP dan PA terisi serat kaca masing-masing).
Perbedaan dalam sifat mekanik dan termal kedua bahan berdampak pada jumlah total bagian yang dapat dihasilkan oleh cetakan. Di bawah kondisi operasi normal (setelah 3-4 kali pencetakan pertama), cetakan cetak 3D akan mencapai suhu sekitar 120oC, karena dipanaskan oleh bahan yang mencair. Stabilitas termal yang baik sangat penting untuk meminimalkan kerusakan cetakan. Sampel tes PA GF di gambar di bawah dihasilkan menggunakan desain cetakan yang sama yang dicetak 3D di kedua bahan (keduanya menunjukkan bagian yang dihasilkan setelah pencetakan ke-10). Kualitas bagian yang dihasilkan dengan cetakan Digital ABS jauh lebih rendah, karena cetakan telah mulai berlebihan panas dan rusak, sedangkan cetakan Somos PerFORM masih stabil.
|
Digital ABS Plus † |
Somos PerFORM ‡ |
| Bagian dalam bahan "mudah" * |
50 - 100 |
100 - 200 |
| Bagian dalam bahan "sulit" ** |
5 - 30 |
30 - 50 |
* Polipropilena (PP)
** Poliamida terisi serat kaca (PA GF)
† Sumber: Promolding
‡ Sumber: Wehl & Partner
Ringkasan & Kesimpulan
Pencetakan injeksi adalah aplikasi alat bantu yang sangat menuntut: bahan harus memiliki kekakuan tinggi dan harus dapat beroperasi pada suhu yang lebih tinggi.
Material Jetting dan SLA adalah satu-satunya proses cetak 3D yang dapat menghasilkan bagian dengan akurasi dimensi dan finishing permukaan yang diperlukan untuk aplikasi industri. Kami membandingkan dua bahan (satu untuk setiap proses) yang digunakan untuk memproduksi cetakan injeksi kecil cetak 3D.
Meski Digital ABS plus adalah bahan yang sangat baik untuk sebagian besar aplikasi fungsional, kekakuan yang lebih tinggi dan sifat termal yang unggul Somos PerFORM membuatnya lebih cocok untuk pembuatan cetakan. Hal ini terlihat dari jumlah bagian yang dapat dihasilkan oleh setiap cetakan yang diproduksi dengan kedua bahan tersebut.
Ingin membandingkan harga dan waktu pengerjaan untuk cetakan injeksi cetak 3D di area Anda?
Lihat harga Digital ABS Lihat harga Somos Perform
Pedoman Umum
- Jika akurasi sangat tinggi dan finishing permukaan yang halus diperlukan, Material Jetting dan SLA adalah proses cetak 3D yang paling cocok untuk pembuatan cetakan.
- Untuk mempertahankan akurasi selama banyak kali pencetakan, bahan cetak 3D untuk memproduksi cetakan injeksi harus memiliki kekakuan tinggi.
- HDT yang tinggi memungkinkan penggunaan suhu cetakan yang lebih tinggi selama pemrosesan.
