注塑模具的制造方式是否已经准备好改变?今天,模芯和型腔是在CNC加工中心制造的;它们是用工具钢铣削而成的。在未来一段时间内,它们几乎将完全继续以这种方式制造。
但是,一种非常不同的型芯和型腔制造方法现在已经完全进入市场,仍然使用CNC加工中心 - 尽管是经过修改的 - 并且仍然在工具钢中工作 - 尽管最初是非固体形式。总部位于加利福尼亚州的初创公司Mantle现已退出beta测试,并已开始交付其“TrueShape”系统的生产版本,用于快速,简化的注塑模具创建。
该公司的工艺从糊状钢开始,并通过3D打印实现。它的工作原理是这样的:Mantle开发的金属浆料在一次操作中被3D打印和CNC加工,然后通过受控烧结成为完全致密的钢模芯或型腔,材料相当于H13或P20。在此过程中避免了粗铣和电火花加工,冷却线的钻孔也是如此,在 TrueShape 中,冷却管路可以很容易地与刀具几何形状进行 3D 打印。
模具性能相当于传统制造的模具(一家模塑商 Tessy Plastics 将 TrueShape 模具的循环次数超过 1 万次),但节奏要快得多:型芯和型腔的打印和烧结只需两到三天,而注塑模具通常需要数周的交货时间。该系统由机器、软件、熔炉和材料组成——全部由公司提供——gbm.media/mantle上的视频提供了有关Mantle模具制造过程操作的更多详细信息。Ted Sorom是Mantle的联合创始人。他说,TrueShape工艺在成本和时间上都与传统模具制造竞争,但事实证明,节省时间对于推动采用和可能改变模具的开发方式更为重要。他预计成本将是主要因素,但该公司迄今为止的调查结果揭示了一些不同的东西。
Sorom解释说:“对于大型原始设备制造商(制造塑料零件)来说,模具成本已经考虑在内。他们期待它。相比之下,他说模具的交货时间是一个越来越脱离他们控制的因素,影响他们适应和创新的速度。Mantle的工艺通过快速提供生产工具来应对模具交付周期挑战,从而消除了对原型工具(可能由铝加工)的需求,消除了生产和原型工具之间的区别。
另一位Mantle领导者,首席商务官Paul DiLaura解释了这一结果:“我们通过更快的验证来节省时间,”他说,无论是验证全新的设计还是设计变更。在对塑料零件有验证要求的情况下,即使是很小的设计更改也可能带来重大延迟。
DiLaura引用了测试版用户Nicolet Plastics的话说,该公司的一位领导者注意到了Mantle系统的这种差异:“它让我们可以在原型时间内获得生产工具。这样可以同时验证设计和过程。快速模具制造“降低了生产风险,”DiLaura说。“如果零件设计有效,那么您就可以使用相同的工具开始生产。”Sorom指出,使用该系统制作模具的时间不仅更短,而且更可预测。这导致了另一个发现:TrueShape也是一个估算工具。“我们知道确切的时间和材料使用,”他说。“工作报价要容易得多”——这是早期用户向Mantle指出的一个优势。
但TrueShape系统最显著的优势可能与模具制造人员有关,包括工具制造商和塑料工程师。当然,仍然需要这些熟练的人员。必须有人设计模具;在制造出型芯和型腔后,必须有人完成、安装和构建模具。TrueShape 的解决方案可以消除粗加工、电火花加工和原型制作,而不是人。但正如迪劳拉指出的那样,它可以让这些人做更多的事情。
他说,Nicolet Plastics是一家能够从中受益的公司的例子。注塑商依靠内部模具制造部门和经验丰富的团队成员。该团队的任何退休都可能导致内部工具制造能力下降,因为可能难以找到合适的替代工具制造商。简化流程 - 通过简化工程报价和减少模具制造步骤 - 通过释放知识渊博的人员的一些注意力和时间来增强他们的能力。因此,即使模具制造人才库减少,剩余的团队成员仍可能交付同样多的模具。