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可直接用于注塑模具的3D打印材料之比較

魔猴君  魔猴動(dòng)態(tài)   1455天前

人氣 1975

點(diǎn)擊了解:Somos PerForm納米陶瓷樹脂材料

隨著3D打印工藝的不斷進(jìn)步,3D打印材料性能也不斷提高,所產(chǎn)生3D打印產(chǎn)品功能也得到不斷增強(qiáng),使用3D打印制造最終用途工具(End Parts)變得越來(lái)越普遍。魔猴網(wǎng)最近推出了Somos PerForm納米陶瓷樹脂材料,借這個(gè)機(jī)會(huì),今天我們?nèi)娼榻B一下目前兩種可直接用于注塑模具的3D打印材料,這兩種材料可以應(yīng)用于“低速注塑” 模具這一特定領(lǐng)域,這兩種材料魔猴網(wǎng)也都提供3D打印服務(wù)。

 

適用場(chǎng)景

注塑成型對(duì)3D打印材料來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)極高要求的應(yīng)用,因?yàn)槟>弑仨毘惺芨邷叵碌募庸こ?/span>力并在多次運(yùn)行中保持其尺寸精度。3D打印的注塑模具最適合的應(yīng)用場(chǎng)景包括:

* 產(chǎn)品周轉(zhuǎn)周期很快1-2周而不是5-7周)。

* 產(chǎn)品的產(chǎn)量低(50-100個(gè)零件)。

* 還未完全定型,將來(lái)可能發(fā)生更改或迭代模具設(shè)計(jì)。

* 相對(duì)較小產(chǎn)品(小于150毫米)。

 

材料要求

能夠適用于制造注塑模具的3D打印材料必須具有以下特征:

高剛度:模具必須在多次運(yùn)行中保持良好的尺寸精度,并在材料注射過(guò)程中承受高壓而不會(huì)變形。

耐高溫性:高的熱變形溫度(HDT)至關(guān)重要,這不僅是為了確保模具在注料過(guò)程中不會(huì)失效,而且還可以使工藝得到更精確地控制。

高細(xì)節(jié)表現(xiàn)力:注塑模具必須具有高尺寸精度和光滑的表面,高精度模具將生產(chǎn)出高精度零件。目前,市場(chǎng)主流能夠生產(chǎn)高度準(zhǔn)確且平滑的零件(無(wú)需大量后處理)的兩種3D打印工藝是材料噴射成形(Materials jetting)和立體光固化SLA)。

能夠滿足上述要求的3D打印材料不多,已經(jīng)被證明可以在工業(yè)環(huán)境重小批量注塑模具,可以說(shuō)主要就是兩種材料,一種是Stratasys通過(guò)材料噴射技術(shù)成形的數(shù)碼ABS樹脂(Digital ABS)和通過(guò)工業(yè)級(jí)SLA立體光刻技術(shù)成形的DSM的Somos PreFORM納米陶瓷增強(qiáng)樹脂。

 

材料比較

機(jī)械性能

就強(qiáng)度和剛度而言,Somos PerFORM材料相當(dāng)出眾,不僅與Digital ABS相比,而且在所有其他工業(yè)3D打印材料(例如SLS尼龍)中都具有非常高的拉伸和彎曲強(qiáng)度。但是,它也明顯更脆(斷裂伸長(zhǎng)率低)并且具有較低的沖擊強(qiáng)度。當(dāng)然對(duì)于模具制造,Somos PerFORM的機(jī)械性能是非常優(yōu)越的,因?yàn)槟>咦钪饕囊笫歉邉偠群蛷?qiáng)度

 

熱性能-耐溫性

熱變形溫度(HDT)表示聚合物在一定載荷下變形的溫度。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)是熱塑性材料從固態(tài)“玻璃態(tài)”轉(zhuǎn)變成更柔韌的“橡膠”態(tài)的溫度區(qū)域。對(duì)于注塑成型應(yīng)用,HDT和Tg要求均較高,因此Somos PerFORM再次優(yōu)于Digital ABS。


細(xì)節(jié)表現(xiàn)力

兩種技術(shù)都可以生產(chǎn)出非常細(xì)膩,細(xì)節(jié)復(fù)雜的零件,并且?guī)缀醪恍枰笃谔幚?。就?xì)節(jié)表現(xiàn)力而言,Digital ABS與Somos PerFORM相比優(yōu)勢(shì)不大,因?yàn)椴牧蠂娚鋚olyjet技術(shù)在所有3D打印工藝中均具有最高的尺寸精度, 緊隨其后的便是立體光刻SLA。


生產(chǎn)能力

Digital ABS和Somos PerFORM都已在工業(yè)環(huán)境中用于生產(chǎn)小批量注塑模具。我們使用兩種生產(chǎn)材料對(duì)模具進(jìn)行測(cè)試,一種通常為認(rèn)為容易注塑成形(PP聚丙烯材料),一種通常被認(rèn)為較難注塑成形(GF-PA 玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料) ,通過(guò)生產(chǎn)數(shù)量來(lái)比較兩種3D打印模具的生產(chǎn)能力。

 

模具的生產(chǎn)能力會(huì)受到兩種材料的機(jī)械性能和熱性能的差異,進(jìn)而會(huì)影響模具可生產(chǎn)的零件數(shù)量。在正常操作的條件下,在經(jīng)過(guò)第一輪3-4次運(yùn)行后,3D打印模具將達(dá)到約120℃的溫度。良好的熱穩(wěn)定性對(duì)于模具的優(yōu)劣至關(guān)重要。GF-PA測(cè)試樣品在digital ABS模具能使用10此后得到的產(chǎn)品質(zhì)量要比在Somos Perform里產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量低很多,這事因?yàn)閐igital ABS模具已經(jīng)開始變形變質(zhì),而Somos PerForm模具依然穩(wěn)定。




總結(jié)與結(jié)論

注射成型是一種非??量痰哪>邞?yīng)用:材料必須既具有高剛度,又必須能夠在高溫下工作。

材料噴射和SLA是唯一可以生產(chǎn)具有工業(yè)應(yīng)用所需的尺寸精度和表面光潔度的零件的3D打印工藝。我們比較了用于制造低速注塑模具的兩種3D打印材料Digital ABS和Somos PerForm。

盡管Digital ABS 是一種很優(yōu)秀的材料,可以適用于大多數(shù)功能應(yīng)用,但Somos PreFORM的更好機(jī)械性能和出更色的熱性能使其更適合模具制造。通過(guò)用兩種3D打印材料制造的模具可以生產(chǎn)的零件數(shù)量可以明顯看出這一點(diǎn)。

免責(zé)聲明:以列出的材料屬性由制造商提供,并與采用最佳打印和后處理工藝相對(duì)應(yīng)。

   
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