Ved at anvende 3D-print til fremstilling af støbeforme til sprøjtestøbning af plastemner opnås massive økonomiske og tidsmæssige gevinster i forhold til at anvende traditionelle stål- eller aluminiumsforme.
Omkostningerne til fremstilling af værktøjer til sprøjtestøbning kan ved at anvende 3D-printede formværktøjer reduceres med en faktor 20 fra typisk omkring 85.000 kroner til omkring 3.500 kroner. Det viser et udviklingsprojekt, PLM Group har gennemført sammen med plastvirksomheden Vilecon i Hillerød. PLM Group vurderer, at udnyttelse af 3D-print til sprøjtestøbning af værktøjer vil brede sig eksplosivt de kommende år.
”Det er en meget spændende teknologi. Der har været en masse læring forbundet med den proces, vi har været igennem sammen med PLM Group, og jeg ser efter forløbet store fremtidsperspektiver i anvendelsen af 3D-printede værktøjer i plastindustrien.” – Karsten Videbæk, Udviklingschef, Vilecon
Selv om 3D-print, der også er kendt som Additive Manufaturing (AM), ofte kan udgøre et alternativ til sprøjtestøbning, er det ikke altid muligt at printe plastemner med de rigtige egenskaber som for eksempel overfladestruktur og farver. Derfor kan det være nødvendigt at sprøjtestøbe emnerne, men det kan være dyrt at komme i gang, fordi de indledende omkostninger til fremstilling af værktøjer er høje.
”Det betyder at mange gode ideer havner i skuffen, og at udviklingsprojekter ofte dør før de overhovedet er kommet rigtig i gang. Desuden investerer de færreste virksomheder i et dyrt metalværktøj i forbindelse med opgaver, hvor der kun er behov for at fremstille få emner,” fortæller Andreas Vind, PLM Groups supportspecialist for Additive Manufacturing.
Hurtigere og billigere forme med 3D-print
Ved at 3D-printe støbeformene bliver det markant hurtigere, billigere og mere fleksibelt at fremstille værktøjerne. Dermed bliver det mere attraktivt at gå i gang med at udvikle og fremstille nye og innovative emner i mindre serier. Formene printes i et specielt teknisk plastmateriale, der kan anvendes til sprøjtestøbning ved temperaturer op til omkring 350 grader Celcius.
”Alle virksomheder, der fremstiller sprøjtestøbte emner, kan få glæde af at anvende Additive Manufacturing. Det tager mellem 24 og 48 timer at fremstille et fuldt produktionsklart værktøj i stedet for at skulle investere i eksempelvis et dyrt aluminiumsværktøj,” forklarer Andreas Vind.
Han tilføjer, at en yderligere fordel ved at anvende metoden til fremstilling af støbeformene er, at metoden er meget fleksibel og gør det let at prøve sig frem med forskellige designalternativer for at opnå det optimale slutresultat.
3D print satte skub i udviklingsprojekt
Vilecon har anvendt 3D printede formværktøjer til sprøjtestøbning af små elektronikbokse. Boksene skal anvendes til at fjernovervåge temperatur og luftfugtighed i en række svenske kirker med henblik på optimering af energiforbruget, og boksene rummer temperatur- og luftfugtighedssensorer samt et SIM-kort modul til kommunikation.
Udviklingsprojektet havde ligget på hylden i flere år, da det ikke var muligt at få økonomien til at hænge sammen, fordi det ville være for dyrt at fremstille et støbeværktøj i metal. Det var heller ikke muligt at 3D-printe de færdige emner i det ønskede materiale.
Udviklingen af de 3D-printede værktøjer har foregået ved at virksomheden sammen med PLM Group i en iterativ proces har afprøvet en række konstruktionsmuligheder for at få de små designdetaljer i emnet helt rigtigt på plads. Videndelingen med PLM Group har fjernet de tekniske udfordringer i forbindelse med processen, og emnerne er nu klar til brug.
Nøglefærdig 3D-printløsning
”Gennem processen har vi dokumenteret en masse erfaringer, vi har opnået. Det gælder omkring rigtigt design af emnet, så det kan støbes, omkring opbygning af værktøjet, så det kan 3D-printes, og så succesraten bliver højest mulig samt sidst men ikke mindst: Hvordan sprøjtestøbemaskinen skal indstilles, så den tager hensyn til, at støbeformen er fremstillet i det specielle plastmateriale,” forklarer Andreas Vind.
Erfaringerne er nu samlet i en nøglefærdig løsning, hvor kunderne hos PLM Group kan købe en 3D-printer kombineret med uddannelse, så de selv kan stå for udviklingen og fremstillingen af nye støbeforme.
Kontakt os for mere information
Kurt Due Petersen
Application Manager – 3D Print Nordic
PLM Group
