Kalıplama Teknolojisi | Model Yap | 3D Baskı Modelleme Hizmeti

Eklemeli İmalat ve Kalıplama Teknolojisi

Kalıplama için endüstriyel 3D baskı – Entegre işlev, daha hızlı eklemeli imalat ve kalıplama aletlerin hem ürün kalitesini hem de üretkenliğini arttırır.

Birçok endüstride, uzman alet-kalıp üretimi imalat sürecinin en pahalı yönlerinden biri. Geleneksel üretim yöntemlerini kullanmak genel olarak yüksek maliyetli, zaman alıcı ve teknik olarak çok talepkar. Çözüm Modelyap’ta: eklemeli üretimi temel alarak, Modelyap tek parçaların veya kişiselleştirilmiş seri ürünlerin az adetlerde dahi hızlı, esnek ve ekonomik bir şekilde üretilebilmesini sağlıyor.

Entegre soğuma veya tavlama kanallarına sahip son derece karmaşık tasarımlar ve şekiller dahi katmanlı üretim teknolojisi için bir problem değildir. Geleneksel üretim süreçleri bu noktada yeteneklerinin sınırına ulaşır: tasarım ve imalat özgürlüğünü kısıtlar: örneğin, soğutma için tek çözüm genelde gerekli kanalları delmektir. Ayrıca, bir alet daha karmaşık oldukça yapımıyla ilgili maliyetler de büyük ölçüde artmakta.

Modelyap katmanlı üretiminin tasarım avantajları kalıpların hem üretkenliğini hem de plastik ürün kalitesini arttırır. Hurda oranı ve parça başına maliyet azalır. Ek olarak, imalatçılar azaltılan devir süresinden ve daha uzun kalıp ömründen faydalanır. Ürünlerini piyasaya daha çabuk sunabilirler: Örneğin, katmanlı üretim kullanan Innomia şirketi, kalıp optimizasyonu projesi dahilinde, geleneksel üretim yöntemleriyle kıyaslandığında piyasaya sürüm süresini 18 günden 13’e indirdi.

Eklemeli Üretim ve  Kalıplama Faydaları

• Maksimum tasarım özgürlüğü
• Tasarım odaklı üretim
• Son derece verimli kalıplar, daha hızlı amortisman
• Esnek üretim süreci, örneğin melez olan ve olmayan üretim arasında seçim şansı
• İşlev entegrasyonu
• Bağımsız üretim işlemleri sayesinde maliyetlerde azalma

Enjeksiyon Kalıbı

Lazer sinterleme tipi 3 boyutlu parça üretimi kalıplarda ve kalıp eklemelerindeki konformal soğuma kanallarının doğrudan birleşimini, tek parça halinde üretilmesini sağlar. İdeal ısı dağılımı döngü süresini azaltır ve verimliliği arttırır.

Enjeksiyon kalıplamada, nihai ürünün soğuma süresi seri üretim bazında döngü süresinin %70’ini oluşturabilir. Bunun bir nedeni ise geleneksel döküm kalıp yapımında ısı kontrolü veya soğuma kanalları sadece düz bir çizgi halinde delinebilmesidir. Önemli sıcak noktalar soğutucunun ulaşamayacağı yerlerde kalır; ısı o noktalarda azaltılamaz.

DMLS (Direkt Metal Lazer Sinterleme) teknolojisi optimize edilmiş konformal soğuma kanallarının üretim sırasında kalıbın içinde birleştirilmesini mümkün kılar. Bu da daha hızlı ve eşit bir ısı dağılımı sağlar; kalıptaki termal stres azalır ve kullanım ömrü uzar. Plastik ürün kalitesi ve parça ölçülerinin doğruluğu artar; plastikte yamulma, bükülme azalır. Ek olarak, döngü süreleri önemli ölçüde azalır. Buna dair birkaç açıklayıcı örnek aşağıdaki gibidir:

• Üretici firma LBC, lazer teknolojisi ile kalıp yapımı ve müşterilerinin uygulamalarına göre parçaları veya bütün bir üretim sürecini adapte etme üzerine yoğunlaşır. DMLS (direkt metal lazer sinterleme) yöntemini kullanan firma, bir kalıp eklemesinin termal performansını en ideal seviye çıkarmıştır. Döngü süresi 90 saniyeden 40 saniyeye indirilerek %55 azaltılmış; yıllık üretim verimliliği %125 arttırılmıştır. Başlangıçta yapılan 3,250 Euro’luk yatırım iki ay içerisinde telafi edilmiş ve firma yıllık 20,000 Euro tasarruf sağlamıştır.
• Başka bir uygulamada LBC döngü süresini üçte iki oranında azalttı. DMLS ile üretilen bir çekirdek kullanarak önemli sıcak noktalar etkili bir şekilde soğutuldu.
• Es-Tec firması, bir savurma döküm kalıbının verimliliğini 50 saatlik bir üretim süreci ile %20 azalttı.
• SIG Blowtech firması döngü sürelerini 15 saniyeden 9 saniyeye indirdi. DMLS ile üretilmiş eklemelere sahip 4 şişelik bir savurma döküm kalıbıyla firma üretimdeki verimliliğinde %75’lik bir artışa ulaştı.

Kalıp Döküm

Kalıp-döküm işlemlerinin  Metal lazer sinterleme ile optimizasyonu Katmanlı üretim bir kalıba tavlama kanallarını doğrudan entegre edebilir; ısı dağılımı optimize edilir. Bu sayede kalıp-döküm seri üretimlerinde daha yüksek verimlilik ve parça kalitesi sağlar.

Kalıp-dökümdeki en büyük zorluklardan biri seri üretim sırasında kullanılan kalıpların kontrollü soğutulmasıdır. Bu aşamada geleneksel kalıp imalatı işlemleri yetersiz kalır: tavlama kanalları sadece düz çizgiler halinde delinebilmektedir. Bundan dolayı kritik sıcak noktalara soğutucular ulaşamaz ve bu noktalar torna edilemezler. Sonuç olarak, kalıp biçimini kaybedebilir ve kullanım ömrü azalır. Ek olarak, kısmen eksik ısı dağılımı imal edilen ürünler için soğuma sürelerinin uzamasına neden olur.

DMLS (Direkt metal lazer sinterleme) temelli  katmanlı üretimi, uygun tavlama kanallarının kalıba üretim sırasında doğrudan ve kontur şartları altında entegre edilebilmesini sağlar. Bu sayede ısı çok daha sonra ve eşit bir şekilde dağıtılabilir, sıcak noktalar hedeflenen şekilde soğutulabilir. İmalatçılar birçok avantajdan faydalanırlar: kalıp, şeklini korur ve daha uzun süre dayanır. Üretilen parçaların plastik ürün kalitesi ve ölçek doğruluğu arttırılır ve devir süreleri büyük ölçüde azaltılır.

Lazer sinterleme teknolojisi zayıflıkları giderir

Bu örnek DMLS’in kalıp-döküm seri üretimi için olan büyük potansiyelini göstermekte: Kornwestheim’da bulunan LBC lazer işlem merkezi, modern lazer teknolojilerini kullanarak müşterilerine yeni çözümler sunmakta. LBC kalıp yapımı alanında yoğunlaşıyor; bir başka deyişle kalıpların imalatı ve nihai işlemlerinde. Şirket, ya parçaları işlem sürecine adapte ediyor yada tüm işlem süreci müşterinin projesine göre ayarlıyor. Üniversiteler, araştırma enstitüleri ve lazer üreticileriyle olan fikir alışverişleri sayesinde lazer işlem merkezi, son teknolojiyi kullanarak en üst düzeyde çalışabilmekte.

LBC, kalıp-döküm uygulaması için önemli ölçüde optimize edilmiş tavlama performansına sahip bir kalıp üretmeyi başardı. LBC, bu kalıbı EOSINT M 270 metal lazer sinterleme makinesini kullanarak  MaragingSteel MS1 malzemesiyle üretti. Üretim sırasında, kontur tavlama kanalları kalıba belirli noktalarda koyuldu; soğuma performansı önemli ölçüde arttı, devir süresi ise %20 azaltıldı.

Kalıp Onarım

Eklemeli imalat ve kalıplama üretimi zarar hasarlı kalıpların onarımı için de kullanılabilir, imalatçılara para ve zaman kazandırır.

Hasarlı kalıp parçalarının onarımı  katmanlı üretim teknolojisinin güçlü yönlerini gerçekten gösterebildiği bir uygulama alanıdır. Yıpranmış bir kalıbı elden çıkarıp yenisiyle değiştirmektense, hasar görmüş bölgeler lazer sinterleme kullanılarak hızlıca onarılabilir. Bu sayede imalatçılar daha uzun çalışma ömründen yararlanır ve işletme maliyetlerini düşürür.

Değiştirme yerine onarım

Yapılabilecekleri göstermek adına bir örnek: İsviçre’deki Ecoparts AG şirketi, birçok farklı endüstrideki müşterilerine DMLS teknolojisiyle hizmet vermekte. Bu hizmetler hızlı prototipleme, hızlı kalıplama ve enjeksiyon kalıp için mühendislik çözümlerini içeriyor.

Sundukları hizmetlerden bir tanesi de kısmi olarak hasar görmüş kalıp uçlarının onarımı. Ecoparts ilk olarak taşlama ve bileme yaparak yeni bir referans yüzeyi üretti. Sonrasında, CAD yapım datası kullanılarak kayıp olan bölgeler katmanlar halinde, EOSINT M 270 lazer sinterleme sistemi kullanılarak üretildi. Bu sayede kullanıcılar bileşenleri sıfırdan tekrar üretmek zorunda kalmadı. Büyük ölçüde zaman ve para tasarrufu yapıldı.