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 فرصت قصد داریم بیشتر با ساخت قالب پلاستیک با پرینتر سه بعدی آشنا شویم.
ساخت قالب با پرینت سه بعدی می‌تواند فرایند تولید به روش تزریق پلاستیک را به شکل چشمگیری سرعت بخشد.
فهرست مطالب
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
ساخت قالب با پرینت سه بعدی علاوه بر کاهش هزینه و زمان تولید می‌تواند موجب افزایش کیفیت محصولات شود.
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.
ساخت قالب پلاستیک با پرینتر سه بعدی فقط چند ساعت زمان می‌برد.
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.
قالب سازی با پرینت سه بعدی به صورت انبوه به هیچ وجه توجیه اقتصادی ندارد.
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.
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.
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.
سپس فایل آماده شده را به پرینتر سه بعدی انتقال دهید.
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.
