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利用三维打印机制作的射出成型用试制模具

更新日期:2012-2-12  点击:   [ 关 闭 ]

利用三维打印机制作的射出成型用试制模具
顶层模具、底层模具、内部模具均为应用聚砜(PPSF/PPSU)材料三维打印机制作而成。试制品采用厚度2.5mm的弹性材料,和制成品具有相同厚度和材质。进行射出成型时的树脂温度在200℃以上。
此引进了可以溶融热可塑性树脂的同时形成积层的三维打印机,从而快速低廉地制作出了所需要的模具。

但是,如上所述,为进行保湿凝胶袜成形,模具要求具有高耐热性和高强度。所以在三维打印机可以使用的多种树脂中选择了聚砜(PPSF/PPSU)。这种材料耐热温度高达约200℃,在所有可用材料中为最高。

尽管如此, 在使用PPSF/PPSU材料的试制模具时,还是进行了一些改进。首先是脱模性。根据使用原理,使用三维打印机会使模具表面产生微细的段差,从而会降低脱模性。虽然对模具表面进行了轻微打磨,仍然不能完全消除段差。 该模具表面涂布了某种粉末(界面活性剂),从而提高了脱模性。

其次是强度。射出成型机以最大速度浇注树脂时,模具到底能否承受住?“说实话,我们心里没底”(村冈真)。和普通模具比起来,试制模具虽然制作上比较快速、而且成本低廉,但如果每次成形时都出现破损,其优势也就荡然无存了。所以,该公司另外制作了成形时需要承受最大力道的注塑口部分。这样一来,即使万一出现破损,也可以将损失控制在最小限度。

将利用三维打印机制作的PPSF/PPSU材料试制模具安装到射出成型机上进行成形时,顺利地制造出了试制品。“虽然将温度提高至300℃,但注塑口部分依然没有出现破损,不过由于是初次尝试,我们坚持了安全优先的原则。”(村冈真)。作为试制品使用的模具,虽然能够经受住20~30次的浇注已经足够,但该模具估计可承受100次以上的浇注。

这样做的结果是,试制模具制作时间从以前的1周缩短至1个晚上。为节约成本,模具整体没有制成实心,而是进行了改进。从背面观察时,采取了以加强筋对成形面进行强化的构造,最大限度地降低了材料费,减为以前的约1/10。