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用3D打印机制造射出成型模具,Stratasys公开应用事例
http://cn.newmaker.com 6/11/2014 9:29:00 AM  日经BP社
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Stratasys Japan(总部:东京)公开了产品设计服务提供商苏旺你(SWANY,总部:长野县伊那市)的3D打印机应用事例。苏旺你于2011年引进Stratasys的3D打印机“Objet260 Connex”,开始造型业务,除了用于确认形状及功能的试制品造型之外,还用Objet260 Connex打印了射出成型模具的造型。

苏旺你创立于1970年,一直从事家电微电机的线圈制造及静电粉体涂装业务。不过在竞争对手开始将工厂向价格竞争力更高的亚洲其他国家转移的影响下,业绩开始恶化。因此,苏旺你2010年决定将业务从以前的受托制造向新产品设计服务转移。3年前该公司的客户只有三家,而现在已迅速拓展至多种行业的近200家,开始为这些厂商提供产品策划、概念设计及样机制造方面的支援服务。

苏旺你引进的Objet260 Connex可使用硬质、透明、类橡胶及耐热等多种类型的树脂材料,适用于多种形状及功能的确认。而且造型表面形状顺滑及造型时间短等也是决定导入的要因。此外,导入Objet260 Connex的优点还在于“通过建立允许失败的环境,可使设计人员更加富于冒险精神,从中诞生好的创意”(苏旺你代表董事社长桥爪良博)。年轻设计人员由于经验少而害怕冒险,而利用3D打印机来尽兴造型的话,“多次失败也没关系”(桥爪良博)。

苏旺你在应用3D打印机方面的特点是,提供将金属模架(金属模具)与利用3D打印机造型的树脂模芯(树脂模具)相组合的“数字模具”。树脂型材料为ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)树脂,数字模具用于射出成型与产品相同的树脂(丙烯酸树脂等),少量制作用于评测的部件。

比如,苏旺你在评测嵌入车灯等的光扩散滤光片时就运用了数字模具。光扩散用滤光片可根据扩散效率将LED灯的数量减半,因此试制手段必不可少。虽然也可利用对折射率及光投射进行研究的分析工具,但最终起决定作用的还是与产品相同的树脂制试制品。使用数字模具时,不仅可在早期阶段利用试制品实施评测,而且还可大幅减少量产用金属模具的修改成本。

如果是形状简单的产品,用数字模具还可实现50~100 SHOT(模具开合次数)的小批量生产,但以1000个为单位来成型时,就必须要使用金属模具。这时就需要比照成型品反复修改金属模具,使金属模具接近完成,因此修改次数增加时,预算就会超支,导致交货期拖延。但是,如果能够利用3D打印机制造的树脂模具事先尽兴评测,便可将评测结果体现到量产用的金属模具中,从而大幅减少修改成本和工时。“在需要研究金属模具的某个部分形状时可用数字模具来尝试”(桥爪良博)。

不过,数字模具并不是只需将树脂模具嵌入金属模具这么简单。成型时必须要巧妙增减温度及压力,这些操作一旦失误,模具就会损坏。总之在这方面,金属模具技工的熟练技巧是不可或缺的。可以说,这一技术是凭借最新技术与长年专业技巧相融合的乘积效应才实现的。(记者:中山 力,《日经制造》)

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