Mit dem Fortschreiten von Wissenschaft und Technik wird der Wettbewerb auf dem Markt immer härter, und der Zyklus der Produkterneuerung wird immer kürzer. Daher sind die Verkürzung des Entwicklungszyklus neuer Produkte und die Senkung der Entwicklungskosten die dringenden Probleme, mit denen jeder Hersteller konfrontiert ist, und die Forderung nach einem schnellen Formenbau wird laut.
Rapid Form Making Technologie umfasst die traditionelle Rapid Form Making Technologie, wie z.B. Low Melting Point Alloy Mold, Electroforming Mold, usw., und Rapid Prototyping (RP) für Rapid Tooling.
Grundsätze und Merkmale der Rapid-Prototyping-Technologie
Es gibt viele spezifische Prozessmethoden der Rapid-Prototyping-Technologie, aber das Grundprinzip ist dasselbe, nämlich die Materialadditionsmethode ist die grundlegende Methode zur schnellen Umwandlung eines 3D-CAD-Modells in einen 3D-Volumenprototyp, der aus bestimmten Substanzen besteht. Zunächst wird ein 3D-CAD-Modell im CAD-Modellierungssystem erstellt, oder Form und Größe des Objekts werden mit Messinstrumenten gemessen und in ein CAD-Modell umgewandelt, dann werden die Modelldaten verarbeitet und in einer ebenen Schichtung entlang einer bestimmten Richtung diskretisiert, und dann wird der Embryo von einem speziellen CAM-System zur Schichtbildung und Stapelung zu einem Prototyp verarbeitet.
Die Rapid-Prototyping-Technologie eröffnet die Möglichkeit, verschiedene Teile schnell und ohne Werkzeug herzustellen, und bietet ein neues Fertigungsmittel für Teile oder Modelle, die mit herkömmlichen Methoden nicht oder nur schwer hergestellt werden können. Sie bietet gute Anwendungsmöglichkeiten in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Fahrzeugdesign, Design von Leichtindustrieprodukten, Herstellung menschlicher Organe, architektonisches Design, Formenbau und Fertigung.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Schnellumformtechnik folgende Anwendungsmerkmale aufweist.
1, da die Schnellumformungstechnologie den Mechanismus der Umwandlung von dreidimensionalen Formen in zweidimensionale flache Schichtfertigung nutzt, ist sie unempfindlich gegenüber der Komplexität der geometrischen Struktur des Werkstücks, daher kann sie komplexe Teile herstellen, die Designdetails vollständig widerspiegeln und direkt Verbundteile herstellen.
2, schnelle Herstellung von Formen
①Mit Hilfe von Galvanoformung, Lichtbogenspritzen und anderen Technologien können Metallformen aus Druckgussteilen hergestellt werden.
②Der Schnellfertigungsprototyp als Fluchtform kann auch für die Serienfertigung von Fluchtformen für den Präzisionsguss durch Prototypendrehen und Herstellung von Urformen verwendet werden.
③Schnelle Herstellung von hochpräzisen komplexen Urformen für den weiteren Abguss von Metallteilen.
④Herstellung von Graphitelektroden durch Prototypendrehen und anschließende Bearbeitung des Formhohlraums aus Graphitelektroden.
⑤ Direkte Bearbeitung von keramischen Hohlräumen für den Präzisionsguss.
3, Anwendung in der Entwicklung neuer Produkte, durch den Prototyp physikalisches Modell, kann der Designer schnell beurteilen die Machbarkeit eines Designs und vollständig zum Ausdruck bringen ihre Konzeption.
①Formentwurf. Obwohl CAD-Modellierungssysteme das Designmodell eines Produkts aus allen Richtungen betrachten können, sind sie keineswegs so intuitiv und sichtbar wie die durch RP gewonnenen Prototypen, insbesondere bei komplexen Formen. Hersteller können konzeptionelle Prototypen als Werbemittel für den Verkauf ihrer Produkte einsetzen, d. h. sie können RP-Prototypen verwenden, um den Nutzern schnell die Möglichkeit zu geben, die von ihnen entwickelten neuen Produkte zu vergleichen und zu bewerten und das optimale Aussehen zu bestimmen.
②Prüfung der Designqualität. Bei der Herstellung von Gussformen beispielsweise besteht die herkömmliche Methode darin, die Form auf einer CNC-Maschine entsprechend der geometrischen Form zu öffnen, was bei teuren und komplexen Gussformen zu riskant ist, und jede Unachtsamkeit bei der Konstruktion kann zu irreparablen Schäden führen. Durch den Einsatz der RPM-Technologie können die zu gießenden Teile genau hergestellt werden, bevor die Form geöffnet wird, und verschiedene subtile Probleme und Fehler in der Konstruktion können auf einen Blick am Modell erkannt werden, wodurch das Risiko einer blinden Formöffnung erheblich verringert wird. Das von RP hergestellte Modell kann auch als CNC-Kopierfräse gegen die Form verwendet werden.
③ Funktionsprüfung. Mit Hilfe von Prototypen lassen sich schnell Funktionstests verschiedener Designs durchführen, um das Produktdesign zu optimieren. Zum Beispiel, das Design eines Lüfters, etc., können die besten Lüfterflügel Oberfläche und den geringsten Lärm Struktur zu erhalten.
4, Schnellumformung Prozess Raum ist hoch automatisiert, lange Zeit kontinuierlich, einfache Bedienung kann Tag und Nacht unbeaufsichtigt zu tun, sobald die Maschine eingeschaltet ist, kann automatisch das gesamte Werkstück Verarbeitung.
5, der Herstellungsprozess der Schnellumformung Technologie erfordert nicht die Eingabe von Werkzeugen, und seine Kosten ist nur im Zusammenhang mit den Betriebskosten der Umformmaschine, Materialkosten und Lohn des Betreibers, und hat nichts zu tun mit der Charge von Produkten, die für die Herstellung des einzelnen Stücks, Kleinserie, und spezielle und neue Produkte Studie geeignet ist.
6, Reverse Engineering in Rapid Modeling hat eine breite Palette von Anwendungen. Laser-3D-Scanner, automatische Tomographie-Scanner und viele andere Messgeräte können die Innen- und Außenkonturen von Objekten schnell und mit hoher Präzision messen und sie in CAD-Modelldaten für die RP-Bearbeitung umwandeln.
RP-basierte Rapid-Tooling-Technologie
Im Bereich der Rapid-Prototyping-Technologie ist die sich am schnellsten entwickelnde und offensichtlichste Steigerung des Produktionswerts die Rapid-Tooling-Technologie (RT). Durch die Anwendung der Rapid-Prototyping-Technologie zur Herstellung von Rapid Tooling RP+RT können wir die Erfolgsquote der Produktentwicklung erheblich verbessern, die Entwicklungszeit effektiv verkürzen und die Kosten senken, indem wir neue Produktversuche und Kleinserienproduktionen vor der endgültigen Produktionsform durchführen.
Die RP+RT-Technologie bietet ein neues Konzept und eine neue Methode für die Herstellung von Formen direkt aus CAD-Modellen, die das konzeptionelle Design und den Bearbeitungsprozess von Formen in einem CAD/CAM-System integriert und damit gute Voraussetzungen für die Anwendung von Parallel Engineering schafft. Die RT-Technologie nutzt die RP-Mehrschleifen-, Schnellinformations-Feedback-Design- und Fertigungsmethode in Kombination mit verschiedenen Computersimulations- und Analysemitteln und bildet so eine Reihe von neuen Formenbau- und Fertigungssystemen.
Die Herstellung von Rapid Tooling mit Hilfe der Rapid-Prototyping-Technologie kann in zwei Kategorien unterteilt werden: direkte Rapid-Tooling-Herstellung und indirekte Rapid-Tooling-Herstellung.
1, Direkter Rapid-Tooling-Werkzeugbau
Die direkte Herstellung von Rapid Tooling bezieht sich auf die direkte Herstellung einer Form mit Hilfe verschiedener Rapid-Prototyping-Verfahren, gefolgt von einigen notwendigen Nachbehandlungen und Bearbeitungen, um die erforderlichen mechanischen Eigenschaften, die Maßgenauigkeit und die Oberflächenrauheit der Form zu erreichen. Zu den Rapid-Prototyping-Verfahren, mit denen Metallformen direkt hergestellt werden können, gehören derzeit das selektive Lasersintern SLS, das Shape Deposition Manufacturing SDM und das 3D-Schweißen.
Direkte Rapid-Mold-Manufacturing-Verbindungen sind einfach und können die Vorteile der Rapid-Forming-Technologie besser nutzen, insbesondere in enger Kombination mit der Computertechnologie, um die Formherstellung schnell abzuschließen. Bei Spritzgießwerkzeugen, die komplexe Formen und eine Innenkühlung des Angusses erfordern, bietet der Einsatz des direkten Schnellformverfahrens Vorteile, die durch andere Verfahren nicht ersetzt werden können.
Serien-Spritzgießformen können mit dem SLS-Direkt-Rapid-Moulding-Verfahren in 5-10 Tagen hergestellt werden.
2, Indirekter Rapid-Tooling-Werkzeugbau
Mit Hilfe von Rapid-Prototyping-Masterformen und dem Gießen von weichen Materialien wie Wachs, Silikonkautschuk, Epoxidharz oder Polyurethan kann eine weiche Form hergestellt werden. Die Lebensdauer der mit diesem Kunststoff hergestellten Spritzgussform kann bis zu 50-5000 Stück betragen.
Eine harte Form kann durch die Kombination einer Rapid-Prototyping-Urform oder einer weichen Form mit traditionellen Verfahren wie Feinguss, keramischem Präzisionsguss, Galvanoformung oder Kaltgießen hergestellt werden, mit denen Kunststoff- oder Metallteile in großen Mengen produziert werden können. Hartformen sind in der Regel besser bearbeitbar und können für eine bessere Genauigkeit teilweise bearbeitet und mit Einsätzen, Kühlteilen, Angüssen usw. versehen werden.
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