پرینت سه بعدی و تزریق پلاستیک دو روش متداول برای ساخت قطعات پلاستیکی هستند. هر کدام از این روش‌ها معایب و مزایای منحصر به خود را دارند. به عنوان مثال روش تزریق برای تولید انبوه محصولات مناسب است؛ اما ساخت قالب در ابتدای کار می‌تواند زمان بر و پرهزینه باشد. از سوی دیگر پرینت سه بعدی مشکلات تزریق پلاستیک را ندارد اما نمی‌توان برای تولید انبوه بر روی این روش حساب باز کرد. با این وجود این دو روش می‌توانند مکمل هم باشند و عیوب یکدیگر را پوشش دهند. ساخت قالب با پرینت سه ‌بعدی می‌تواند فرایند تولید به روش تزریق پلاستیک را به شکل چشمگیری سرعت بخشد.

ساخت قالب به روش‌های معمول پیچیده، پرهزینه و زمان بر است. اما پرینتر سه بعدی تمام این مشکلات را برطرف کرده است. قالب سازی با پرینت سه بعدی را می‌توان یکی از مدرن‌ترین روش‌های تولید در صنعت به حساب آورد. در این مقاله قصد داریم بیشتر با ساخت انواع قالب با پرینتر سه بعدی آشنا شویم.

 

چرا ساخت قالب با پرینت سه ‌بعدی؟

برای ساخت قطعات در پرینتر سه بعدی ابتدا باید طرح اولیه‌ی محصول با استفاده از نرم افزارهایی چون 3DMax ترسیم شود. سپس پرینتر سه بعدی با دقت بسیار بالا محصول مورد نظر را به صورت کاملا خودکار تولید می‌کند. از این رو این دستگاه قادر است قطعات بسیار پیچیده را در کمترین زمان ممکن و با دقت بسیار بالا چاپ کند.

با توجه به توانایی‌های این دستگاه ساخت قالب با پرینت سه ‌بعدی علاوه بر کاهش هزینه و زمان تولید می‌تواند موجب افزایش کیفیت محصولات شود. چاپ قطعات پلاستیکی درون محفظه دستگاه صورت می‌گیرد. ابعاد این محفظه و ظرفیت آن تا حدودی ساخت قالب‌های بسیار بزرگ را با محدودیت روبرو می‌کند. اما از آنجا که ساخت قطعات با استفاده از پرینتر سه بعدی با سهولت انجام می‌گیرد امکان ساخت قالب چند تکه نیز وجود دارد که پس از تولید بر روی هم اسمبل شده و یک قالب بزرگ را تشکیل دهند.

روش سنتی ساخت قالب ممکن است چندین روز به طول انجامد. حال فرض کنید که با نقصی در طراحی قطعه مواجه شوید. در چنین شرایطی طرح قالب باید اصلاح گردد و فرایند ساخت قالب از سر گرفته شود. تصور کنید که چه وقت و هزینه‌ای صرف اصلاح یک نقص کوچک می‌شود و تولید کننده را در شرایط سختی قرار می‌دهد. اما ساخت قالب پلاستیک با پرینتر سه بعدی تمامی این مشکلات را برطرف کرده است. برای برطرف کردن  نقص کافی است طرح قالب را اصلاح کرده و مجددا آن را چاپ کنید.

 

مزایای ساخت قالب پلاستیک با پرینتر سه بعدی

• صرفه جویی در زمان و هزینه
• توجیه اقتصادی بسیار بالا
• بررسی کیفی و رفع نواقص طراحی پیش از تولید
• صرفه جویی در مواد اولیه
• دریافت تاییدیه‌های لازم پیش از تولید انبوه
• کاهش میزان خطاهای احتمالی در تولید انبوه
• امکان اعمال تغییرات و ارتقا کیفی محصول
• امکان ساخت قالب‌های پیچیده با جزئیات دقیق

 

اهمیت قالب سازی با پرینت سه بعدی

ساخت قالب با پرینت سه ‌بعدی تحولی نوین در صنعت تولید است و هنوز به طور کامل جایگزین روش‌های سنتی نشده است. اما با توجه به ویژگی‌ها و مزایای این تکنولوژی جدید به زودی شاهد تاثیر آن در صنعت خواهیم بود.

• کاهش چشمگیر زمان ساخت قالب: زمان برای صنعتگران اهمیت بسیار زیادی دارد. اتلاف وقت به معنای هدر رفتن سرمایه است. از این رو مهم‌ترین مزیت ساخت قالب با پرینت سه ‌بعدی را می‌توان کاهش حداکثری زمان اجرای طرح دانست. در روش‌های سنتی ساخت قالب روزها بلکه ماه‌ها به طول می‌انجامد. در صورتی که ساخت قالب پلاستیک با پرینتر سه بعدی فقط چند ساعت زمان می‌برد. این مزیت نشان دهنده مقرون به صرفه بودن استفاده از دستگاه پرینتر سه بعدی برای ساخت قالب است.
• صرفه‌جویی در هزینه‌ها: کاهش هزینه‌ها در صنایع از اهمیت بالایی برخوردار است. صرفه جویی در هزینه‌ها به معنای کسب سود بیشتر و قیمت تمام شده پایین‌تر برای کالا است. در نگاه اول ممکن است با خود فکر کنید که قیمت بالای دستگاه پرینتر سه بعدی و مواد اولیه‌ی آن توجیه اقتصادی ندارد. اما اگر با ذهنی بازتر به این مسئله نگاه کنید در می‌یابید که خرید پرینتر سه بعدی علاوه بر اینکه صرفه اقتصادی دارد یک سرمایه گذاری بلند مدت است. همانطور که پیشتر عنوان شد کاهش زمان تولید به معنای کسب سود بیشتر است. علاوه بر آن برطرف کردن عیوب قالب و تولیدات با کمترین زمان و حداقل هزینه صورت می‌گیرد.
• طراحی و ساخت بسیار دقیق: در روش‌های سنتی ساخت قالب، پس از اتمام ساخت می‌توان در مورد کیفیت قالب نظر داد. در صورت وجود هرگونه عیب و ایراد مراحل تولید قالب باید از سر گرفته شود. اما در روش ساخت قالب با پرینت سه ‌بعدی می‌توانید طرح سه بعدی را در کامپیوتر با جزئیات کامل بررسی کنید و ایده‌های خود را بر روی آن اعمال نمایید و یا اینکه نواقص احتمالی را رفع کنید. حتی قالب سازی با پرینت سه بعدی دست شما را برای اعمال هرگونه تغییرات در حین ساخت قالب باز می‌گذارد.

 

• ایده پردازی و افزایش کیفیت محصولات: افزایش کیفیت و کارایی محصول موجب پیشی گرفتن شما از رقبا می‌شود. در روش‌های سنتی ساخت قالب، اجرای ایده‌ها و آزمون خطا همراه با صرف هزینه و زمان بسیار است که کارخانه را متحمل ضرر و زیان می‌کند. اما ساخت قالب با پرینت سه ‌بعدی به شما آزادی عمل می‌دهد. می‌توانید ایده‌های خود را با جزئیات دقیق عملی کرده و محصولات خود را ارتقا دهید.
• دریافت تاییدیه‌های کیفی پیش از ساخت قالب: یکی از مزیت‌های ساخت قالب پلاستیک با پرینتر سه بعدی این است که قبل از تجهیز خط تولید و ساخت قالب می‌توانید نمونه‌ای از قطعه مورد نظر را برای انجام تست‌ها و دریافت مجوز‌های لازم با استفاده از پرینتر سه بعدی بسازید.

 

مزایای ساخت قالب با پرینت سه ‌بعدی

هیچ روشی صد در صد کامل نیست و به طبع معایبی هم دارد. ساخت قالب با پرینت سه ‌بعدی نیز از این قاعده مستثنی نیست.

• پرینت سه بعدی قالب در تیراژهای بالا مناسب نیست: پرینترهای سه بعدی تا جایی که ظرفیتشان اجازه دهد قادرند به طور همزمان چند قالب را تولید کنند. اما قالب سازی با پرینت سه بعدی به صورت انبوه به هیچ وجه توجیه اقتصادی ندارد.
• نمونه سازی اتلاف مواد اولیه را به همراه دارد: یکی از مزیت‌های ساخت قالب با پرینت سه ‌بعدی امکان برطرف کردن خطاها و ایجاد تغییرات بر روی قالب است. اما این مزیت نیز معایبی به دنبال دارد. ساخت نمونه‌های مختلف از قالب مواد اولیه زیادی را هدر می‌دهد که موجب افزایش هزینه‌ی تولید می‌شود. اما به راحتی می‌توانید این عیب را برطرف کنید. با استفاده از نرم افزارهای طراحی پیشرفته قبل از ساخت قالب آن را تست و بررسی کنید. علاوه بر آن روش‌هایی برای بازیافت قالب‌های معیوب وجود دارد.
• فرسایش قالب‌ها: مواد اولیه‌ای که در ساخت قالب پلاستیک با پرینتر سه بعدی استفاده می‌شوند نسبت به قالب‌های صنعتی دوام و مقاومت کمتری دارند. از این رو در استفاده‌ی مداوم دچار فرسودگی می‌شوند. برای افزایش طول عمر قالب‌های خود می‌توانید از فیلامنت‌های پرینت سه بعدی با دوام‌تر استفاده کنید.

مراحل پرینت سه بعدی قالب

ساخت قالب با پرینت سه ‌بعدی کار پیچیده‌ای نیست و توسط هر شخصی که کمی با رایانه و نرم افزارهای طراحی آشنایی داشته باشد قابل انجام است. برای شروع تنها به یک پرینتر سه بعدی، رایانه و مواد اولیه‌ی چاپ احتیاج دارید.

1. در قدم نخست باید طرح اصلی قالب مورد نظر را به صورت سه بعدی آماده کنید. برای این کار می‌توانید از نرم افزارهای طراحی چون AutoCAD 3D، 3DMax و INVERTOR استفاده کنید.
2. حال باید با استفاده از نرم افزار اختصاصی دستگاه طرح آماده شده را به یک مکعب در اندازه متناسب با قالب مورد نظر انتقال دهید.
3. سپس فایل آماده شده را به پرینتر سه بعدی انتقال دهید.
4. در نهایت چاپگر سه بعدی فیلامنت را ذوب کرده و به صورت لایه لایه شروع به چاپ قالب می‌کند.

 

انواع قالب تزریق پلاستیک قابل ساخت با پرینت سه بعدی

از دو نوع قالب در روش تزریق پلاستیک استفاده می‌شود. قالب Stand Alone و قالب‌هایی که در قاب آلومینیومی قرار می‌گیرند. ساخت هر دو نوع قالب با استفاده از پرینتر سه بعدی امکانپذیر است.

• قالب‌هایی که در قاب آلومینیومی قرار می‌گیرند: این نوع قالب معمول‌ترین نوع قالب مورد استفاده در روش تزریق پلاستیک هستند. قالب پس ساخت توسط پرینتر سه بعدی در قابی از جنس آلومینیوم قرار می‌گیرد. قاب آلومینیومی از قالب در برابر فشار و تغییرات دما محافظت می‌کند.
• قالب Stand Alone: این نوع قالب‌ها به طور کامل با استفاده از پرینتر سه بعدی ساخته می‌شوند و برای استفاده نیازی به قاب آلومینیومی ندارند. در این حالت برای کاهش دمای قالب و جلوگیری از تغییر شکل آن بر اثر فشار و دما، کانال‌های خنک کننده‌ای بر روی بدنه قالب در نظر گرفته می‌شود. برای ساخت قالب Stand Alone از مواد اولیه با تراکم بیشتری استفاده می‌شود. از این رو هزینه‌ی ساخت آن بیشتر از سایر مدل‌ها است.

جمع بندی

ساخت قالب به روش سنتی از مراحل زیادی برخوردار است. پرینترهای سه بعدی می‌توانند فرایند ساخت قالب را در زمان کمتر و با دقت بیشتر به انجام برسانند. همین موضوع موجب شده که این فناوری در سال‌های اخیر مورد توجه صنایع مختلف قرار گیرد. ساخت قالب با پرینت سه ‌بعدی در ابعاد کوچک امکانپذیر است و برای ساخت قالب‌های بزرگ چندان رایج نیست. استفاده از این روش برای ساخت قالب تزریق پلاستیک علاوه بر اینکه سرعت تولید را افزایش می‌دهد موجب کاهش هزینه‌ی تولید می‌شود.

 

پرینت سه بعدی یا تزریق پلاستیک؛ کدام یک روش مناسب‌تری است؟

برای ساخت قطعات پلاستیکی از یکی از دو روش پرینت سه بعدی یا تزریق پلاستیک استفاده می‌شود. هر یک از این دو روش مزایای مخصوص به خود را دارند. از این رو انتخاب اینکه کدام یک از این دو فناوری بهتر و کاربردی‌تر است و می‌تواند به بهبود تولیدات کمک کند کمی مشکل به نظر می‌رسد. اگر بخواهیم به طور مختصر نحوه تولید با روش پرینتر سه بعدی یا قالب گیری تزریق را شرح دهیم، باید بگوییم که در فناوری چاپ سه بعدی ترموپلاستیک، تولید به صورت فرایند افزایشی انجام می‌گیرد. به زبان ساده‌تر پرینتر سه بعدی به صورت لایه لایه قطعه را تکمیل می‌کند. از طرف دیگر در روش قالب گیری تزریقی، یک قالب از پیش ساخته شده با مواد مذاب پر شده و پس از خنک شدن مواد از قالب جدا می‌شود. پرینت سه بعدی یا تزریق پلاستیک هر دو شیوه‌ای کاربردی برای نمونه سازی هستند. اما تفاوت‌های بسیار فاحشی میان هر دو آنها وجود دارد که در ادامه به این موضوع می‌پردازیم.

تفاوت پرینت سه بعدی و تزریق پلاستیک در تولید قطعات

برای اینکه از میان پرینت سه بعدی یا تزریق پلاستیک یکی را انتخاب نمایید، ابتدا باید دریابید که کدام یک با کسب و کارتان تطابق بیشتری دارد.

• قالب گیری تزریقی راهکاری بسیار مناسب برای تولید قطعات به صورت انبوه است.
• در روش تزریق پلاستیک میزان تولید ضایعات بسیار کمتر است.
• قطعات تولید شده با روش قالب گیری تزریقی از کیفیت ظاهری بالاتری نسبت به پرینت سه بعدی برخوردار هستند.
• ساخت قطعات با استفاده از روش تزریق پلاستیک پر هزینه‌تر بوده و نیاز به فضای کارگاهی و شرایط خاص دارد.
• برای مقایسه پرینت سه بعدی و تزریق پلاستیک باید بگوییم که در چاپ سه بعدی فرایند تولید کندتر است. اما برای راه اندازی نیاز به بودجه‌ی کمتری دارد و به راحتی قابل راه اندازی در محل کار و حتی در خانه است.
• پرینت سه بعدی دقت بسیار بالایی دارد و امکان ایجاد تغییرات مکرر را فراهم می‌کند. از این رو برای تولید قطعات پلاستیکی بسیار پیچیده بسیار مناسب است.

 

فناوری پرینت سه بعدی چیست؟

چاپ سه بعدی یا 3D Printer که با نام تولید افزایشی یا Additive Manufacturing نیز شناخته می‌شود دقت و سرعت ساخت قطعات پلاستیکی و نمونه سازی را افزایش داده است.  این روش به طراحان کمک می‌کند که به راحتی ساده‌ترین و کوچک‌ترین تغییرات را بر روی محصول اعمال کنند. پرینتر سه بعدی گزینه‌ی بسیار مناسبی برای تولید قطعات پلاستیکی ظریف و بسیار کوچک است. همچنین از چاپ قطعات بسیار پیچیده و ترکیبی به خوبی بر می‌آید. تنها ضعف این روش محدودیت در تیراژ تولید است. تولید انبوه با استفاده از پرینتر سه بعدی زمانبر و پر هزینه است.

مزایای پرینتر سه بعدی

• برای مقایسه پرینت سه بعدی و تزریق پلاستیک باید بگوییم که هزینه‌ی راه اندازی چاپگر سه بعدی و مواد اولیه مانند رشته ترموپلاستیک فیلامنت بسیار مقرون به صرفه‌تر از تجهیزات قالب گیری تزریقی است. از سوی دیگر امکان استفاده از نرم افزارهای طراحی پیشرفته و الحاق سخت افزارهای جدید موجب بهبود کیفیت چاپ می‌شود.
• از آنجا که نحوه کارکرد پرینتر سه بعدی به صورت افزایشی است، می‌توان در حین چاپ هر نوع تغییر مد نظر را اعمال کرد. با استفاده از این مزیت می‌توان بدون صرف هیچ گونه هزینه‌ای نقص قطعات را برطرف نمود.
• عدم نیاز به تنظیمات و تجهیزات خاص پیش از تولید چاپگرهای سه بعدی، آنها را به بهترین گزینه برای ساخت نمونه‌های اولیه بدل کرده است.
• فرایند تولید با روش پرینتر سه بعدی یا قالب گیری تزریق متفاوت است. برای ساخت یک وسیله متشکل از قطعات مختلف با استفاده از روش قالب گیری تزریقی باید تمام اجزا به طور جداگانه تولید شوند. اما از آنجا چاپگر سه بعدی قطعات را لایه لایه می‌سازد قادر به اجرای طرح‌های پیچیده متحرک، چند بخشی به صورت اسمبل شده می‌باشد.
• عدم نیاز به نیروی کار و فضای کارگاهی وسیع

 

 

معایب پرینتر سه بعدی

• محدودیت در ساخت قطعات: همانطور که پیشتر به آن اشاره شد راه اندازی چاپگر سه بعدی نیاز به فضا و زمان زیادی ندارد. اما تولید محصول زمانبر است و فرایند چاپ به کندی پیش می‌رود. از سوی دیگر چاپ سه بعدی لایه لایه و با دقت میکرونی صورت می‌گیرد. به همین دلیل امکان تولید چند قطعه به طور همزمان وجود ندارد.
• ضریب خطای متغیر: از آنجا که چاپگرهای سه بعدی از دقت بسیار بالایی برخوردارند می‌توان ضریب خطای جزئی برای آنها در نظر گرفت. تصور کنید با استفاده از چند دستگاه چاپگر اقدام به تولید همزمان قطعات پلاستیکی کنید. با توجه به ضریب خطای هر کدام از دستگاه‌ها محصولات نهایی در ابعاد تفاوت دارند. این ضعف در ساخت قطعاتی که از ظرافت و دقت بالایی برخوردارند می‌تواند دردسر ساز باشد.
• انقباض یا Shrinkage: قطعات تولید شده توسط پرینتر سه بعدی پس از سرد شدن دچار میزان بسیار ناچیزی کاهش وزن می‌شوند.
• استحکام: چاپگرهای سه بعدی برای تولید قطعات از ترموپلاستیک به عنوان مواد اولیه استفاده می کنند. این مواد در برابر حرارت و فشار مقاومت کمی دارند.
• محدودیت ابعاد: پرینترهای سه بعدی از فضای چاپ محدودی برای ساخت قطعات برخوردار هستند. از این رو تولید قطعات بزرگ به صورت یکپارچه عملا غیر ممکن است. مگر اینکه قطعه مورد نظر به صورت چند تکه و جداگانه ساخته و سپس اسمبل شود.
• سطح ناهموار: در مقایسه پرینت سه بعدی و تزریق پلاستیک، محصولات ساخته شده با روش تزریق پلاستیک سطح صاف‌تری دارند. از آنجا که چاپ سه بعدی به صورت لایه لایه صورت می‌گیرد سطح محصول نهایی صاف و صیقلی نیست. به همین دلیل برای افزایش کیفیت ساخت پس از چاپ باید قطعه را به صورت جداگانه پرداخت نمایید.

 

قالب گیری تزریقی

ساخت قطعات با استفاده از روش قالب گیری تزریقی فرایندی زمانبر است. آماده سازی پیش از تولید ممکن است 5 تا 10 هفته به طول انجامد. به همین دلیل در این شیوه امکان ایجاد تغییرات مداوم در حین تولید وجود ندارد. علاوه بر آن ساخت قالب امری هزینه بر بوده و هرگونه خطا در طراحی موجب ضرر و زیان مالی می‌شود. به طور کلی قالب گیری تزریقی برای تولید قطعات در ابعاد و تیراژ بالا و به عنوان خط تولید مناسب است و صرفه اقتصادی دارد.

 

 

مزایای قالب گیری تزریقی

• این روش برای تولید قطعات در تعداد بالا بسیار مناسب است. همچنین استفاده از چندین قالب به طور همزمان نیز وجود دارد. از این رو قالب گیری تزریقی برای تولید قطعات به صورت انبوه مقرون به صرفه‌تر است.
• قطعات تولید شده با استفاده از روش قالب گیری تزریقی از مقاومت بیشتر برخوردار هستند. عمده‌ترین تفاوت پرینت سه بعدی و تزریق پلاستیک در یکپارچه بودن قطعات در روش تزریق است. همین موضوع موجب عدم وجود درز یا شکاف در محصول نهایی می‌شود.
• از آنجا که در روش قالب گیری تزریقی مواد اولیه دقیقا مطابق با حجم قالب مورد استفاده قرار می‌گیرند ضایعات کمتری در مقایسه با پرینت سه بعدی تولید می‌شود. به همین دلیل اگر بخواهیم یکی از روش‌های پرینت سه بعدی یا تزریق پلاستیک را برای تولید انبوه انتخاب کنیم، باید بگوییم که که روش قالب گیری تزریقی مقرون به صرفه‌تر است.
• از آنجا که تولید قطعات در روش قالب گیری تزریقی به صورت یکپارچه صورت می‌گیرد، سطح محصول نهایی از کیفیت بسیار بالایی برخوردار است.

 

معایب قالب گیری تزریقی

• روش قالب گیری تزریقی نسبت به پرینت سه بعدی محدودیت‌های فراوانی دارد. یکی از این محدودیت‌ها ناتوانی تولیدکننده در اعمال تغییرات و اصلاحات در حین تولید است. به عنوان مثال با استفاده از روش قالب گیری تزریقی نمی‌توان یک محصول چند قطعه‌ای را به یک باره تولید کرد. علاوه بر این ساخت قطعات قائم و زاویه دار در این روش با دشواری فراوان همراه است. برای اعمال ساده‌ترین تغییرات بر روی محصول، قالب باید به طور کامل بازسازی گردد.
• راه اندازی خط تولید به روش قالب گیری تزریقی علاوه بر اینکه پر هزینه است، زمانبر نیز می‌باشد. به طور کلی روش قالب گیری تزریقی یک شیوه صنعتی است که علاوه بر هزینه‌های اولیه باید مخارج دیگری چون هزینه ساخت قالب، مواد اولیه، نمونه سازی، دانش فنی و یافتن مکان کارگاهی مناسب در نظر گرفته شوند.
• قالب گیری تزریقی نیاز به فضایی بزرگ و کارگاهی برای راه اندازی دارد. علاوه بر آن تولیدات با استفاده از این روش نیازمند چند نفر نیروی انسانی است.

 

 

 

کاربرد پرینت سه بعدی

• تولید قطعات پلاستیکی در تعداد محدود
• ساخت نمونه اولیه قطعات پیش از قالب گیری و سری سازی
• امکان چاپ طرح‌های پیچیده و قطعاتی که دارای حفره و شیار می‌باشند.
• توانایی ساخت مدل‌های توخالی و متحرک به صورت اسمبل شده
• اعمال تغییرات در حین چاپ یا پس از آن
• قابل استفاده برای کاربران مبتدی، تجربی و حرفه‌ای
• گزینه‌ی بسیار ایده آل برای بخش تحقیق و توسعه شرکت‌ها و سازمان‌ها
• راهکاری بسیار مناسب برای انجام تست‌های اولیه پیش از تولید محصول
• بهترین گزینه برای ساخت قطعاتی که نیاز به مقاومت بالایی ندارند

 

کاربرد قالب گیری تزریقی

• امکان تولید قطعات در ابعاد بزرگ، یکپارچه و در تیراژ بسیار بالا
• برخورداری محصولات از فرمی یکپارچه، منسجم و پیوسته
• تولید قطعات با سطحی صاف و صیقلی

 

چاپ سه بعدی می‌تواند جایگزین قالب گیری تزریقی شود؟

اینکه کدام یک از روش‌های پرینت سه بعدی یا تزریق پلاستیک بهتر است کاری غیر ممکن و دور از منطق است. هر کدام از این دو روش تولید مزایا و معایب منحصر به خود را دارند. به نوعی می‌توان تولید با روش پرینتر سه بعدی یا قالب گیری تزریق را مکمل یکدیگر دانست. پیش از تولید انبوه می‌توان با استفاده از چاپگر سه بعدی کیفیت قطعه، طراحی و… را بررسی کرد و در صورت وجود هرگونه مشکلی آن را برطرف نمود. با این کار می‌توانید از طراحی درست قطعه برای انجام قالب گیری اطمینان حاصل کنید.

از آنجا که فرایند قالب گیری تزریقی زمانبر بوده و هزینه‌ی راه اندازی آن نسبت به پرینتر سه بعدی بیشتر است، چاپ سه بعدی را می‌توان بهترین گزینه برای نمونه سازی اولیه دانست. از پرینتر سه بعدی در صنایعی چون معماری برای ساخت ماکت، پزشکی برای ساخت قالب‌های دندانپزشکی، خودروسازی برای ساخت قطعات صنعتی، پتروشیمی و… استفاده می‌شود. در برخی موارد استفاده از هر کدام از روش‌های پرینت سه بعدی یا تزریق پلاستیک توجیه اقتصادی ندارد. از این رو می‌توان برای نمونه سازی از دستگاه‌های رومیزی تزریق پلاستیک دست ساز موسوم به Diy Desktop Injection Molding Machine استفاده کرد. این نوع دستگاه‌ها برای نمونه سازی محدود در محیط‌های کوچک به صرفه هستند.

 

 

امکان تولید قطعات در ابعاد بزرگ و کوچک، یکپارچه و در تیراژ بسیار بالا مهم‌ترین مزیت‌های روش قالب گیری تزریقی هستند.

پرینت سه بعدی یا تزریق پلاستیک، کدام یک از این دو فناوری برای کسب و کار شما بهتر است؟ در این فرصت مزایا و معایب هر یک از این دو روش را شرح دادیم. تفاوت پرینت سه بعدی و تزریق پلاستیک بسیار است و هر کدام از این روش‌ها ویژگی‌های منحصر به خود را دارند. از این رو نمی‌توان گفت که کدام یک از این دو شیوه نسبت به دیگری برتری دارد. البته تمرکز اصلی ما بر روی چاپ سه بعدی با استفاده از متریال ترموپلاستیک یا فیلامنت FDM/FFF بوده است. روش‌های نوینی چون SLA، SLS، پودر پلیمرها و… به طبع پیشرفته‌تر هستند. اما به دلیل هزینه بر بودن توجیه اقتصادی ندارند.

پرینتر سه بعدی برای مجموعه‌هایی که از فضای بزرگ بی بهره‌اند و نیاز دارند که به طور مداوم بر روی قطعات تولیدی تغییرات اعمال کنند بسیار مناسب است. از سوی دیگر شیوه قالب گیری تزریقی برای تولید قطعات در تیراژ بالا که مراحل طراحی را پشت سر گذاشته‌اند کاربرد دارد. همانطور که پیشتر به آن اشاره شد پرینت سه بعدی یا تزریق پلاستیک نسبت به یکدیگر برتری ندارند، بلکه مکمل یکدیگر هستند. نمی‌توان یک فناوری را جایگزین بالقوه دیگری دانست. هر کدام از روش‌های پرینت سه بعدی یا تزریق پلاستیک بسته به نیاز، کاربرد متفاوتی دارند. از آنجا که ساخت قالب در روش قالب گیری تزریقی پرهزینه بوده و زمان زیادی صرف آن می‌شود، با ساخت نمونه‌ی اولیه با پرینتر سه بعدی و رفع عیوب آن پیش از قالب گیری و تولید انبوه می‌توان در وقت و هزینه صرفه جویی قابل توجهی داشت.

ساخت قالب سیلیکونی با پرینت سه بعدی

قالب‌گیری سیلیکونی یکی از روش‌های تولید قطعه است که نسبت به سایر روش‌های تولید انبوه برای تیراژ‌های پایین و متوسط صرفه‌ی اقتصادی بهتری دارد. با استفاده از قالب‌های لاستیکی و سیلیکونی می‌توان قطعات تزئینی و کاربردی متنوع را در دامنه‌ی گسترده‌ای از انواع مواد تولید کرد.

برای مصارف صنعتی و بهداشتی می‌توان از انواع رزین‌ها، پلی‌اورتان (PU)، موم یا واکس، ترکیبات گچ و سیمان، و فلزات با دمای ذوب پایین استفاده کرد. قالب‌های سیلیکونی به اندازه‌ای کاربردی هستند که حتی در صنایع غذایی نیز برای ساخت انواع شکلات و آبنبات و غیره استفاده می‌شوند.

اگرچه بسته به نوع ماده‌ مورد نیاز، نوع سیلیکون مورد استفاده نیز تفاوت می‌کند، اما مراحل کلی قالب‌گیری برای همه‌ی انواع مواد مشابه است. برای شروع، به یک نمونه‌ی مادر یا نمونه‌ی اولیه نیاز است تا قالب سیلیکونی دور آن شکل بگیرد. این نمونه‌ی مادر می‌تواند یک قطعه‌ی پیش ساخته شده باشد، اما در صورتی که طرح و ایده‌ی شما هنوز در مرحله‌ی طراحی دیجیتالی است و نمونه‌ی فیزیکی از آن ندارید، سریع‌ترین و بهترین راه برای دست‌یابی به نمونه‌ی اولیه، ساخت آن قطعه با پرینتر سه‌بعدی است.

توجه داشته باشید که نوع سیلیکون مورد استفاده بستگی به نوع و دمای ماده‌ مورد استفاده دارد. لذا، قبل از هر کاری، اطمینان حاصل کنید که سیلیکونی که قصد استفاده از آن را دارید، با ماده‌ای که می‌خواهید تولید کنید، سازگاری داشته باشد.

استفاده از پرینتر سه‌بعدی برای ساخت قطعات در تیراژ‌های پایین و متوسط به عنوان یک روش معمولی در نظر گرفته می‌شود، اما توجه داشته باشید که این روش نیز محدودیت‌های خاص خود را دارد. یکی از این محدودیت‌ها مربوط به صرفه‌جویی اقتصادی است. به دلیل ماهیت تکنولوژی پرینت سه‌بعدی، هزینه تولید در تعداد بالا تأثیر زیادی ندارد. به عبارت دیگر، استفاده از پرینتر سه‌بعدی در مقیاس تولید انبوه به صرفه نیست و در صورت تمایل به تولید در تیراژ‌های بیشتر، روش‌های دیگری مانند قالب‌گیری جداگانه یا روش‌های تزریق قالبی ممکن است انتخاب بهتری باشد.

 

پیش تر در مورد کاربردهای پرینت سه بعدی در حوزه های گوناگون با شما صحبت کرده ایم . پیشنهاد می کنیم مقاله زیر را در این زمینه مطالعه نمایید

 

پیشنهاد مطالعه : کاربردهای پرینت سه بعدی

گام بعدی شامل انتخاب یک ظرف است که برای قرار دادن نمونه مادر و ریختن سیلیکون حول آن استفاده می‌شود. این ظرف می‌تواند از طریق پرینتر سه‌بعدی تهیه شده باشد تا به اندازه‌ی دقیق قطعه ساخته شود و جلوی هدررفتن سیلیکون اضافی را بگیرد. همچنین، می‌توان از قطعات لگوی اسباب‌بازی استفاده کرد تا بعد از خشک شدن سیلیکون، به راحتی قابل جداشدن باشد. البته، هر نوع ظرف دیگری که بتواند نمونه را در خود جای دهد و فضای کافی در اطراف آن را فراهم کند، قابل استفاده است.

تصویر زیر نمونه ای از قالب سیلیکونی را که به کمک پرینتر سه بعدی ساخته شده است را نشان می دهد.

قالب ریخته گری با پرینتر سه بعدی و کاربرد ریخته گری در پرینت سه بعدی

یکی دیگر از روش های رایج و مرسوم در سال های اخیر ، تولید قطعه با پرینتر سه بعدی و سپس ساخت قطعه ریخته گری از آن است.

در این روش، بدون نیاز به قالبسازی سنگین، قطعات را تولید می‌کنند. با استفاده از پرینتر سه بعدی، مدل سه بعدی قطعه مورد نظر سریعاً ساخته می‌شود و می‌تواند به‌طور مستقیم در فرآیند ریخته گری استفاده شود.

برای ساخت نمونه اولیه در روش ریخته گری، نیاز به مراحل مشخصی است. در صورتی که نمونه اولیه از قطعه وجود داشته باشد، می‌توان آن را اسکن کرده و طرح سه بعدی را ایجاد کرد. در غیر اینصورت، قطعه مورد نظر در نرم افزار طراحی سه بعدی ایجاد شده و سپس پرینت سه بعدی می‌شود. قطعه پلیمری حاصل از پرینت سه بعدی در فرآیند ریخته گری و قالبسازی استفاده می‌شود.

کاربرد پرینت سه بعدی در ریخته گری در سال های اخیر بسیار زیاده شده است و از این روش برای تولیدات بسیار استفاده می شود.

تیم پارسیان تری دی نیز می‌تواند به عنوان مشاور در زمینه پرینت سه بعدی  در این فرآیند به شما کمک کند.