Comment l'impression 3D est utilisée dans l'industrie de la fabrication de moules

L'industrie des moules est l'une des industries les plus longues et elle entretient des relations avec tous les domaines de l'industrie manufacturière. À l'époque moderne, la fabrication et le moule sont fortement dépendants, et d'innombrables composants de produits sont fabriqués par moulage (injection, soufflage et silicone) ou coulée (moulage, affinage et repoussage). Quelle que soit l'application, le moule peut améliorer l'efficacité et les bénéfices tout en garantissant la qualité.

L'usinage CNC est la technique la plus couramment utilisée pour fabriquer des moules. Bien qu'il fournisse des résultats très fiables, il est également très coûteux et prend beaucoup de temps. Par conséquent, de nombreux fabricants de moules commencent également à trouver des alternatives plus efficaces. La fabrication de moules à partir de la fabrication de couches additives (ALM, c'est-à-dire l'impression 3D ou la fabrication additive) est également une méthode plus attrayante, en particulier parce que les moules sont généralement produits en petits lots et ont des formes plus complexes, ce qui les rend bien adaptés à l'impression 3D. /P>

Aujourd'hui, l'impression 3D et une variété de matériaux d'impression (plastiques, caoutchouc, composites, métaux, cires et sables) ont apporté une grande commodité à de nombreuses industries telles que l'automobile, l'aérospatiale, la santé et le médical, et de nombreuses entreprises intègrent l'impression 3D dans leur approvisionnement. chaînes, y compris la fabrication de moules. Alors, quels avantages la fabrication de moules peut-elle tirer de la technologie d'impression 3D ? En fait, la technologie d'impression 3D peut être utilisée dans les aspects suivants de la fabrication de moules :

Moulage (soufflage, LSR, RTV, EPS, moulage par injection, moule à pâte, noyau de moule soluble, moule FRP, etc.)

Fonderie (Moule Sable, Repoussage, thermoformage, hydroformage métal, etc…)

Usinage, Assemblage et Essais (Modules de Fixation, Mobiles, Modulaires…)

Effecteur terminal robot (poignée manuelle)

La fabrication d'un moule à partir d'une impression 3D présente de nombreux avantages :

1) Raccourcir le cycle de fabrication des moules        

Le moule d'impression 3D raccourcit l'ensemble du cycle de développement du produit et devient la source de l'innovation. Dans le passé, les entreprises choisissaient parfois de reporter ou d'abandonner les mises à jour de la conception des produits en raison de la grande quantité de capital nécessaire pour fabriquer de nouveaux moules. En réduisant les temps de configuration des moules et en permettant une mise à jour rapide des outils de conception existants, l'impression 3D permet aux entreprises de se permettre des changements et des améliorations de moules plus fréquents. Il permet au cycle de conception du moule de suivre le rythme du cycle de conception du produit. De plus, certaines entreprises ont acheté des équipements d'impression 3D pour fabriquer leurs propres moules, accélérant encore le développement de produits et augmentant la flexibilité/adaptabilité. Stratégiquement, cela augmente la capacité des défenses de la chaîne d'approvisionnement à prolonger les délais et à développer un risque de stagnation, comme l'obtention de moules inappropriés auprès des fournisseurs.

2) Réduction des coûts de fabrication

Si le coût de l'impression 3D métal d'aujourd'hui est plus élevé que le coût des processus traditionnels de fabrication de métal, les économies de coûts seront facilitées dans le domaine du plastique. Les moules métalliques imprimés en 3D sont économiquement avantageux dans la production de petites séries discontinues de produits finis car les coûts fixes pour ces produits sont difficilement amortis, ou pour certaines géométries spécifiques (optimisé pour l'impression 3D uniquement) Plus d'avantages économiques. En particulier, l'impression 3D est rentable lorsque les matériaux utilisés sont très coûteux et que la fabrication de moules traditionnels entraîne des taux de rebut élevés. De plus, la capacité de l'impression 3D à produire des moules précis en quelques heures seulement peut avoir un impact positif sur les processus de fabrication et les marges. En particulier, l'impression 3D est rentable lorsque les matériaux utilisés sont très coûteux et que la fabrication de moules traditionnels entraîne des taux de rebut élevés. Surtout lorsque la production s'arrête et/ou que l'inventaire des moules coûte cher.

Enfin, il y a des moments où le moule doit être modifié après le début de la production. La flexibilité de l'impression 3D permet aux ingénieurs d'essayer de nombreuses itérations en même temps et de réduire les coûts initiaux associés aux modifications de conception de moules.

3) L'amélioration de la conception des moules ajoute plus de fonctionnalité au produit final.

Souvent, l'approche métallurgique spéciale de l'impression 3D métal améliore la microstructure du métal et produit une pièce imprimée complètement dense avec des propriétés mécaniques ou physiques aussi bonnes ou meilleures que celles forgées ou coulées (selon le traitement thermique et l'orientation du test). La fabrication additive offre aux ingénieurs des options illimitées pour améliorer la conception des moules. Lorsque la pièce cible se compose de plusieurs sous-composants, l'impression 3D a la capacité d'intégrer la conception et de réduire le nombre de pièces. Cela simplifie le processus d'assemblage du produit et réduit les tolérances. En outre, il permet l'intégration de fonctions de produits complexes, permettant une production plus rapide de produits finaux hautement fonctionnels et moins de défauts de produits. Par exemple, la masse globale d'une pièce moulée par injection est affectée par les conditions de transfert de chaleur entre le matériau injecté et le fluide de refroidissement s'écoulant à travers le montage. Les canaux qui dirigent le matériau de refroidissement sont généralement droits s'ils sont fabriqués avec des techniques conventionnelles, ce qui entraîne un refroidissement plus lent et non uniforme dans la pièce moulée. L'impression 3D permet des canaux de refroidissement de n'importe quelle forme pour assurer un refroidissement plus optimal et uniforme, ce qui se traduit par des pièces de meilleure qualité et des taux de rejet plus faibles. De plus, une évacuation plus rapide de la chaleur réduit considérablement la durée du cycle de moulage par injection, car les temps de refroidissement représentent généralement jusqu'à 70 % de l'ensemble du cycle d'injection.

4) Les outils d'optimisation sont plus ergonomiques et ont les performances les plus faibles        

L'impression 3D réduit l'obstacle de la validation de nouveaux outils qui répondent aux besoins non satisfaits du processus de fabrication, ce qui permet de fabriquer davantage d'appareils mobiles et d'appareils. Traditionnellement, la conception d'outils et les dispositifs correspondants ont toujours été utilisés aussi longtemps que possible en raison du coût et des efforts nécessaires pour les reconcevoir et les fabriquer. Grâce à la technologie d'impression 3D, les entreprises peuvent remettre à neuf n'importe quel outil à tout moment, pas seulement ceux qui sont déjà mis au rebut et ne répondent pas aux exigences. En raison du peu de temps et de coût initial requis, l'impression 3D rend plus économique l'optimisation des outils pour une meilleure performance marginale. Les techniciens peuvent alors davantage penser à l'ergonomie lors de la conception pour améliorer leur confort d'utilisation, réduire le temps de traitement, être plus conviviaux et faciles à ranger. Bien que cela ne puisse réduire le temps de fonctionnement de l'assemblage que de quelques secondes, mais ne peut pas supporter beaucoup. De plus, l'optimisation de la conception des outils peut également réduire le taux de rejet des pièces.

5) Moule personnalisé pour aider à réaliser la personnalisation du produit final        

Des cycles de production plus courts, la création de géométries plus complexes et la capacité à réduire les coûts de fabrication finaux permettent aux entreprises de créer un grand nombre d'outils personnalisés pour soutenir la fabrication de pièces sur mesure. Le moule d'impression 3D est très propice à la production personnalisée, comme l'équipement médical et l'industrie médicale. Elle propose aux chirurgiens des instruments imprimés en 3D personnalisés, tels que des guides chirurgicaux et des outils qui leur permettent d'améliorer les résultats chirurgicaux et de réduire le temps opératoire.