Byrne Tool + Design mit Hauptsitz in Rockford, Michigan, verwendet FDM-Maschinen und die präzise Stratasys Fortus 250 MC, um in die Welt des 3D-Drucks einzusteigen, Prototypenteile für seine Kunden herzustellen und zu fertigen Armaturen und Verschachtelungsmaterialien, um den Herstellungsprozess zu unterstützen und beschädigte Teile zu reparieren Drucken Sie neue Teile schnell.

Für größere Kunden ist die Reduzierung von Kosten und Lieferzeit die treibende Kraft für die interne Einführung von mehr additiver Fertigungstechnologie (AM), dh der Stratasys Polyjet J750 Farbdrucker kann Formen drucken, die das eigentliche Teilematerial verarbeiten können.

Ein größerer Kunde ist Byrne Electrical Specialists, das Stromversorgungs- und Datenlösungen für die Heim-, Gesundheits-, Hotel- und Büromöbelindustrie anbietet, wie z. B. Desktop-Computerzubehör und Produkte für Datenkommunikationszentren. Für einen 25-köpfigen Werkzeugbau erwies sich diese Beziehung als klarer Vorteil, da es sich um 3D-gedruckte Kunststoffformen handelt.

Byrne Electrical nebenan zu platzieren und einen erfahrenen Verarbeitungsingenieur zu haben, kann den zusätzlichen Lernprozess vereinfachen. Mitchell sagte: "Wie wir alle wissen, kann [Alvin Smelik von Byrne Electrical] Teile mit nur wenigen Schüssen vollständig formen." „Seine Erfahrung hat dem Team von Byrne Tool geholfen, Teile in einer halben Stunde oder weniger zu produzieren.

Der Shop betreibt für seine Kunden 3D-gedruckte Formen auf internen Pressen, weil das Team gelernt hat, mit diesen Formen richtig umzugehen. „Sie sind keine Stahlformen. Sie können nicht einfach 3D-gedruckte Formen in eine Presse legen und sich auf voreingestellte Maschinenparameter verlassen, um ähnliche Teile aus Stahlformen zu verarbeiten“, sagte Mitchell. "Wenn Sie dies tun, sprengen Sie die Plastikform."

Dies scheint ein langer Lernprozess zu sein, aber es ist die Belohnung wert. Im vergangenen Jahr hat Byrne Tool + Design die Anzahl der produzierten Druckformen erhöht und ermutigt seine Kunden weiterhin, diesen Weg zu gehen, um die Markteinführungszeit zu verkürzen, Nacharbeiten zu vermeiden und Fehler frühzeitig zu erkennen, damit das Projekt auf Kurs ist.

1. Simultaner Formenbau

Die First-to-Market-Mission von Byrne Electrical erforderte vom Fertigungsteam Investitionen in neue Technologien, um dieses Ziel zu erreichen. Daher entschied sich das Team, mithilfe seiner additiven Technologie einen synchronen Ansatz bei der Herstellung zu verfolgen.

Wenn Byrne Tool und Byrne Electrical ein Stahlwerkzeugprojekt starten, werden gleichzeitig Formen auf der Polyjet-Maschine gedruckt. Diese Methode ermöglicht es dem Werkzeugbau, Formen in zwei bis drei Tagen zu entwerfen, zu prüfen und zu drucken und am nächsten Tag mit dem Schießen von Teilen zu beginnen. Wenn Byrne Tool dann mit der Konstruktion der Stahlform beginnt, entfernt Byrne Electrical diese Teile, baut die Komponenten zusammen und beginnt mit der Durchführung der erforderlichen Tests. Zu diesem Zeitpunkt kann Byrne Electrical alle Fehler im Teiledesign erkennen oder, wenn das Teil von guter Qualität ist, mit UL- und behördlichen Tests begonnen haben, was dazu beiträgt, das Produkt schneller auf den Markt zu bringen. Sobald die Werkstatt die Stahlwerkzeuge fertig gebaut hat, ist die Abnahme abgeschlossen. Dieser gleichzeitige Ansatz verkürzte die Time-to-Market um etwa drei Monate.

Byrne Tool produzierte kürzlich eine Form mit Schnappdetails, und Byrne Electrical stellte fest, dass die Form nicht stark genug war. „Als wir mit der Konstruktion des Werkzeugs fortfuhren, änderten wir das Teiledesign, druckten ein neues Werkzeug, führten das Werkzeug aus, holten die Genehmigung des Unternehmens für das Teil ein und aktualisierten das Werkzeugdesign. Dadurch gab es keine Verzögerung bei der Fertigstellung des Produktionswerkzeugs Der Prozess spart den Kunden sechs bis acht Wochen. Grundsätzlich sind die Kosten für den Druck von zwei Formen geringer als die Kosten für technische Änderungen an der Stahlform.“

2. Konforme Kühlung

Ein weiteres Projekt betrifft Byrne Tool + Design, das durch eine zweiteilige Konstruktion eine konturnahe Kühlung im Kern verwendet, um eine neue Produktionsform für tiefe konische Teile zu schaffen. Der Kern von Nobel Plastics an der Great Coast von Louisiana verwendet eine Metallhülle, um das Innere des Formteils zu bilden. Dann druckt Byrne Tool 3D einen inneren Kunststoffkern mit einem offenen konturnahen Kühlkanal um seine Außenwand (mit dem inneren Kern ist die konturnahe Kühlung mit vollem Durchmesser das Gegenteil). Der Kunststoff-Druckkern wird in die Metallhülse und abgedichtet, so dass Wasser zwischen dem Druckkern und dem Metallhülse und kühlt die Form darin ab. Mitchell sagte: „Im Vergleich zum traditionellen Herstellungsprozess werden die Kosten um 50 % gesenkt und die Zeit zum Drucken des Kühlkerns beträgt 24 Stunden, während die Lieferzeit fast zwei Wochen beträgt.“

3. Mischformdesign

Byrne Tool verwendet auch eine hybride Formkonstruktionsmethode, die echte Fingerhut, Stahlguss kombiniert Buchses und Metallschrauben (einige wiederverwendbar). Dies hilft, die Form zu stärken und das Teil herauszudrücken. Für komplexere Designs hat das Geschäft auch Metalluntereinsätze in bedruckte Kunststoffformen eingesetzt. Am wichtigsten ist, dass die Werkstatt die manuelle Belastung ausdruckt, um den Hinterschnitt der Teilegeometrie zu bilden.

"Wir haben auch einen proprietären Formteiler entwickelt und hergestellt, um die beiden Druckhälften gleichmäßig zu trennen und dadurch eine ungleichmäßige Formtrennung und eine Beschädigung der Form oder des Formteils zu verhindern", sagte Mitchell. Hier verwendet die Werkstatt Metallschrauben in wiederverwendbaren Blöcken, die im Splitter an der Druckform befestigt werden.

Die First-to-Market-Mission von Byrne Electrical erforderte vom Fertigungsteam Investitionen in neue Technologien, um dieses Ziel zu erreichen. Daher entschied sich das Team mithilfe der additiven Technologie für eine synchrone Herstellungsmethode.

Die wichtigsten Punkte beim Entwerfen von 3D-Druckformen

Byrne Tool verbrachte mehrere Jahre damit, den Betrieb von 3D-gedruckten Formen zu erlernen, und ging gelegentlich mehrmals kaputt, aber sie konnten bald Änderungen vornehmen und mit Polyjet-Maschinen nachdrucken. "Anfangs haben wir viel Kunststoff (6 Zoll dick, 8 x 8 Zoll Formen) verwendet, um große Formen zu bauen, und haben festgestellt, dass dies eine Verschwendung von sehr teurem Kunststoff war. Daher haben wir die Anzahl der Formen reduziert." Standarddicke der Druckform von Byrne Tool Sie ist 2.23 Zoll dick, was der minimalen Stapelhöhe seiner Formpressmaschine entspricht. Das gleiche Konzept der Druckformen kann auf Aluminiumformen für größere Teile angewendet werden. Um bei größeren Teilen Geld zu sparen, verwenden sie das gleiche Formendesign, verwenden jedoch die Aluminiumbearbeitung.

Fähigkeiten im Druckformenbau:

Versuchen Sie, einen größeren Radius für das Teil zu verwenden, da jede scharfe Kante im Teiledesign diese Ecke der Form während des Einspritzvorgangs stark belastet, was zu Rissen in der Form führen kann.

Bei Verwendung von schwer entflammbarem Polycarbonat ähnlich wie Leim ca. 15 Teile aus der bedruckten digitalen ABS-Form herausnehmen.

Die Höhe der Details in der Form sollte nicht größer als die Höhe des Sockels sein, um Rissbildung zu vermeiden. Wenn das Formdetail eine höhere Höhe als die Basis erfordert, ziehen Sie die Verwendung von Stahleinsätzen in Betracht, um das Detail zu formen.

Immer mit der Ruhe. Der Prozess, das richtige Teiledesign, die richtige Werkzeugkonstruktion und die richtigen Verarbeitungsmethoden zu erhalten, um qualitativ hochwertige Teile herzustellen, ist ein Lernprozess.

Mitchell sagte: "Es scheint ein langer Lernprozess zu sein, aber die Belohnungen sind es wert." Im vergangenen Jahr hat Byrne Tool + Design die Anzahl der produzierten Druckformen (von 2017 bis 2018) um ​​133% erhöht und ermutigt seine Kunden weiterhin, diesen Weg zu gehen, um die Markteinführungszeit zu verkürzen, Nacharbeiten zu vermeiden und eine frühzeitige Fehlererkennung zu vermeiden um den Projektfortschritt aufrechtzuerhalten.

Mitchell ist der Ansicht, dass Byrne Tool mit seiner 3D-Druck-Erfahrung es ihnen ermöglicht, ihren Wettbewerbern beim Hinzufügen von Technologie voraus zu sein, sodass das Unternehmen mit der Entwicklung der Technologie weiter wachsen kann. Als nächstes auf der Agenda: 3D-Metalldruck von Sub-Inserts für feinere Details und konturnahe Kühlung.

Link zu diesem Artikel: 3 Möglichkeiten, wie kleine Formenbauer den 3D-Druck nutzen

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