塑料零件的3D打印与CNC加工

在为你的塑料原型选择工艺时,要考虑材料选择、零件几何形状和表面光洁度

就在不久之前,拥有原型或少数生产部件是一个更昂贵和耗时的过程。你把纸上的图纸寄到你最喜欢的机械车间,和老板或车间领班聊了一会儿,讨论了到期日和价格,然后等待。如果你很着急,也许你会支付加班费以便更快地完成部分,但创建原型仍然需要耐心。你可以得到真正的零件,但代价是宝贵的生产时间和金钱。

然后是服务局和他们的3D打印机。塑料原型现在可以快速订购,而且比雇佣当地商店安装机器便宜得多。唯一的问题是材料——那些早期的材料有限元(SL)系统仅限于一种或两种液体树脂光敏聚合物,仅适用于“展示和讲述”,或作为铸造和成型的图案。

增材制造还处于起步阶段。很快,其他带有令人困惑的首字母缩写的方法也出现了。其中之一是bepaly下载app (SLS),它使用尼龙基材料的粉末床,而不是液体树脂。这消除了在构建过程中使用SL时对支撑结构的需求,从而减少了后期处理,节省了时间和金钱。

在这段时间里,立体平版印刷术并没有坐享其成。今天的SL部件是由一系列模仿工程塑料某些性能的树脂制成的。它们有不同的颜色和强度可供选择,使它们不仅仅适用于狗和小马的表演。

机械加工多年来也在不断发展。例如,Protolabs的bepaly中文网 可以提供加工零件,在塑料和金属,在更短的时间内从其他,更传统的机器商店得到报价。上传CAD文件,选择材料和零件数量,并在需要零件的时候告诉我们。你很有可能明天就能得到零件,而且成本与3D打印相当,如果对某些几何形状来说不是更便宜的话。

就像购买智能手机一样,如今的问题是选择。产品设计师或工程师如何知道哪种工艺最适合他或她的零件设计?由于机械加工比增材制造至少长了一个世纪,让我们从这里开始。

数控加工用聚碳酸酯材料块
最终加工的塑料部件可用于形状和配合测试,甚至在许多情况下作为功能部件。
材料选择

在大多数情况下,塑料很容易被切割。诚然,玻璃填充材料在铣床上有点硬,而亚克力材料可能会碎裂。聚四氟乙烯比政客还滑。但在大多数情况下,加工塑料是很容易的。

Protolabs可以加工三十多种工程级热塑性塑料。其中一些也可用于Protolabs的添加剂方面,但当涉及到材料选择和质量时,机械加工胜出。亚克力,缩醛,ABS,尼龙,PC, PP, PEI和peek -这些和许多其他塑料覆盖了几乎任何可以想象到的部件设计的需求。最终加工的塑料部件可用于形状和配合测试,甚至在许多情况下作为功能部件。

在塑料的添加剂方面,材料的选择更加有限。SL部件由模拟ABS、PC和PP等塑料的某些性能的光聚树脂制成。它们在原型设计中表现良好,但对于功能部件,如果设计允许,加工塑料是可行的。SLS的情况有点不同,它使用真正的热塑性尼龙来制造零件。这一过程往往会给3D打印部件带来额外的耐用性和刚度,但颜色选择基本上是黑白的,表面光洁度不如机器部件。

数控加工聚碳酸酯零件
对于几何形状相对简单的零件,机械加工通常是比3D打印更具成本效益的制造工艺。
几何

加工过程中有时出现不足的地方是零件的几何形状。Protolabs采用三轴数控加工中心。这就产生了一些很大程度上是正交的零件:发动机支架、相机机身、恒温器的底板,甚至是恒温器外壳本身——这些都是很好的加工候选。

垂直墙壁上尖锐的内角,以及底角和深于几英寸的口袋都很有挑战性,但几乎所有其他地方都是公平的。Protolabs计划在2015年晚些时候推出塑料数控车床服务,以匹配我们目前的金属加工数控车床。在那之前,圆柱形的塑料部件——雪地摩托的传动轴,或者下一个最大的拖车球钩——仍然可以铣削(或3D打印)。

还有一些零件设计是机加工无法触及的。这就是添加剂开始发挥作用的时候。例如,机器制造一个whiffle ball是不可能的,而SL和SLS可以轻松地构建它。在热交换器中加工内部冷却通道同样是一个挑战,但在金属3D打印工艺中是可能的,例如直接金属激光烧结(摘要)。

其他部分就很难说了。一类环可以加工或印刷,但铣掉环内的材料既浪费又耗时。相框或餐巾纸架也是如此。因为它只打印所需的材料,添加剂胜出。

考虑几何形状的另一个重要因素是,零件最终是否会进入生产工艺,具有生产更大批量的能力,例如,beplay体育下载ios.机械零件通常比添加剂零件更容易成型,原因有两个:机械加工中使用的材料更容易在成型过程中复制,具有高度复杂几何形状的印刷零件很可能必须进行修改才能有效地成型。

抛光立体光刻零件
一旦3D打印构建完成,就可以应用抛光或喷珠等二次操作来提高零件的表面光洁度质量。
公差和表面光洁度

除了材料的选择,塑料加工和添加剂加工之间还有其他重要的区别。在精度和表面光洁度方面,机械加工往往比SL零件更精确,具有更好的长期尺寸稳定性,两种工艺之间的表面光洁度大致相等。SLS零件比SL或机械零件有粗糙的表面,比SL零件更稳定,尺寸稳定性与机械尼龙零件大致相同。

注塑成型beplay体育下载ios

添加剂与机加工塑料之间的未知因素是快速转弯注射成型。beplay体育下载ios尽管Protolabs的beplay体育下载ios注塑通常用于小批量生产,但大多数客户也使用该服务制造小批量原型和生产部件,其周转周期与添加剂和机加工类似。如果是这样的话,在前面提到的材料选择、几何形状和公差等领域的不同设计考虑因素就会发挥作用,但也许这是未来设计技巧的讨论。

在处理少量塑料零件时,有很多需要考虑的问题。如果您已经准备好了设计,最好的方法是将其上传到protoolabs.com,并从每个不同的制造选项中获得交互式报价,以了解哪个提供了最好的价格,应用工程师的电话是877-479-3680。