Préface:

Dans cette époque en évolution rapide, avec les progrès de la science et de la technologie, cela se reflète non seulement dans le rythme de vie plus rapide des gens, mais également dans les changements dans l'industrie manufacturière. L’émergence de moisissures rapides répond aux changements de cette époque.

Outillage rapide sert principalement les processus de développement de produits et de fabrication de deux manières principales : 1) le prototypage pour tester la fonctionnalité ou la faisabilité du produit et de ses processus de fabrication, et 2) la production en petits lots.

• Outillage prototype : Le prototypage nous aide à évaluer l'apparence, la fonctionnalité et d'autres aspects du produit. Il existe divers industriels prototypage rapide processus, tels que Impression 3D, usinage CNC, et plus encore. Ces méthodes sont rapides et peu coûteuses, mais elles ont aussi leurs limites. Par exemple, les matériaux utilisés dans l’impression 3D peuvent différer de la conception et de la production réelle. Les surfaces courbes peuvent être difficiles à produire avec l'usinage CNC, et la conception des pièces en plastique destinées au moulage par injection diffère de celle des pièces conçues pour la production CNC. L'outillage rapide, qui est essentiellement un moulage par injection à faible volume processus, peut surmonter ces défis. Il permet de tester l'impact de différents matériaux sur le produit. De plus, comme il s'agit d'un moulage par injection, il n'est pas nécessaire de modifier la conception des pièces en raison des caractéristiques d'usinage CNC. De plus, il permet de tester les problèmes potentiels lors du processus de moulage par injection.

• Production en petits lots : Certains produits peuvent ne pas nécessiter un volume de production total élevé. Une part importante du coût élevé des moules traditionnels est liée à la garantie d’une durée de vie plus longue du moule. Un outillage rapide permet une production en petits lots avec coûts de moulage moins chersainsi que, délai d'exécution de la fabrication de moules est un plus courte, une mise sur le marché plus rapide. Un autre scénario est celui où un produit nécessite une production en petits lots pour des tests de marché après le prototypage afin d'évaluer l'acceptation du marché ou d'identifier des erreurs potentielles avant une production à grande échelle. Ceci est également appelé fabrication de ponts. Dans de tels cas, lorsque le volume total de production est incertain, l’utilisation d’un outillage rapide constitue une approche plus rentable.

Processus d'outillage rapide : en quoi est-ce moins cher et plus rapide ?

Examinons d'abord le processus d'outillage de production, puis comparons-le avec le processus d'outillage rapide. Ensuite, nous découvrirons le secret pour lequel c'est moins cher et plus rapide.

Le processus d'outillage de production

Conception de moules

Une fois que le fabricant de moules a obtenu la conception CAO du produit, une conception de moule est ensuite réalisée. Selon la conception du moule, une base de moule standard, un matériau de cavité de moule et d'autres accessoires (goupilles d'éjection, ressorts, etc.) sont ensuite commandés. Il faut normalement environ une semaine pour préparer tout le matériel.

Cavité du moule et noyau du moule

L'étape suivante consiste à réaliser les empreintes et le noyau du moule. En fonction de la conception réelle du produit et de la dureté du matériau du noyau du moule, un usinage CNC ou un processus EDM sont appliqués. D'autres structures de moule, comme des canaux de refroidissement, sont également réalisées au cours de cette étape.

Traitement thermique

Appliquez un traitement thermique pour améliorer la dureté et la résistance des composants du moule, améliorant ainsi leur durabilité et leur résistance à l'usure.

Assemblage du moule

un. Assemblez les composants du moule en vous assurant qu’ils s’emboîtent avec précision et sécurité. b. Incorporez les composants nécessaires tels que les broches de guidage, les broches d'éjection et les vis pour un bon fonctionnement.

Préparation de la surface du moule

Appliquer la texture choisie sur la surface du moule en utilisant différentes techniques :

• Gravure chimique : Utilisez des produits chimiques pour graver la texture sur la surface du moule. Cette méthode permet d'obtenir des détails fins et des motifs complexes.

• Électroformage : Déposez une couche de texture en plaquant un métal sur la surface du moule, créant ainsi le motif de texture souhaité.

• Texturation laser : Utilisez des lasers pour graver la texture souhaitée directement sur la surface du moule, offrant ainsi précision et flexibilité dans la conception de la texture.

• Outillage manuel : Les artisans peuvent utiliser des outils manuels pour sculpter la texture sur la surface du moule afin de créer des designs plus complexes.

• Polissage des moules : Après avoir appliqué la texture, polissez soigneusement la surface du moule pour éliminer les aspérités ou les imperfections, garantissant ainsi une texture lisse et uniforme.

Traitement de surface (facultatif)

Appliquez des traitements de surface supplémentaires comme des revêtements ou des finitions pour améliorer la durabilité et la longévité du moule texturé.

Ajustement et tests de moules

a. Installez le moule dans la machine de moulage par injection et effectuez des tests initiaux pour garantir un alignement et une fonctionnalité corrects.

b. Effectuer les ajustements nécessaires pour optimiser les performances du moule, comme ajuster le système de refroidissement et assurer une éjection correcte des pièces moulées.

Processus d'outillage de production

Le processus d'outillage rapide

Le processus de production d’outillage rapide diffère de l’outillage de production de plusieurs manières importantes. Une distinction clé est liée à l’utilisation de moules :

1. Utilisation de la base du moule :

• Dans l'outillage rapide, les fonds de moules existants ou recyclés, souvent appelés fonds de moules « d'occasion », sont couramment utilisés. Ces bases de moule peuvent avoir été utilisées dans des moules précédents et sont réutilisées pour le nouvel outil.

• L’avantage d’utiliser des fonds de moule recyclés réside dans leur rentabilité, car ils sont généralement moins chers que les fonds de moule nouvellement commandés.

• De plus, l'utilisation de fonds de moule recyclés peut permettre de gagner du temps lors du processus d'outillage, car certains éléments structurels du fond de moule peuvent déjà être préexistants et ne nécessitent pas de temps d'usinage supplémentaire.

Cette approche consistant à utiliser des bases de moules recyclées est l'une des principales différences entre l'outillage rapide et l'approche plus traditionnelle de l'outillage de production.

2. Sélection des matériaux pour le noyau du moule et la cavité du moule :

• Dans les outils de production, les matériaux du noyau et de l'empreinte du moule sont généralement choisis pour résister à l'usure et à la corrosion associées à une production en grand volume (généralement autour de 300,000 XNUMX cycles d'injection). Ces moules utilisent souvent des aciers pour moules trempés ou relativement durs.

• D'autre part, l'outillage rapide adapte sa sélection de matériaux en fonction de la durée de vie requise de l'outil, optant souvent pour des matériaux plus tendres tels que l'acier non trempé ou l'aluminium.

• L'utilisation de matériaux plus souples dans l'outillage rapide présente deux avantages :

  • Premièrement, les matériaux plus souples sont plus rentables que les aciers pour moules trempés.

  • Deuxièmement, les matériaux tendres sont plus faciles à usiner, ce qui permet un gain de temps lors des étapes ultérieures de traitement et de formage.

• Cette différence dans la sélection des matériaux pour le noyau et l'empreinte du moule constitue une autre distinction significative entre l'outillage rapide et l'outillage de production traditionnel.

3. Techniques de traitement de la cavité du moule et du noyau du moule :

• Dans les outils de production, l’utilisation de matériaux relativement durs pour les cavités et les noyaux de moule peut parfois rendre l’usinage CNC difficile. En conséquence, l’usinage par électroérosion (EDM) est souvent préféré. L'EDM implique l'utilisation de décharges électriques pour façonner le matériau. Il est particulièrement utile pour les fonctionnalités complexes ou complexes.

• D'un autre côté, l'outillage rapide utilise des matériaux plus souples, ce qui les rend plus adaptés à l'usinage CNC. L'EDM est généralement réservé à des caractéristiques telles que des coins internes pointus ou des surfaces complexes difficiles à usiner à l'aide de la CNC. L'EDM consiste à créer une électrode à l'aide d'une CNC, puis à utiliser cette électrode pour le processus de décharge électrique, façonnant progressivement la cavité par incréments aussi petits que 10 micromètres. Cela fait de l'EDM un processus plus long que l'usinage CNC.

• Généralement, les éléments qui peuvent être usinés en quelques heures avec la CNC peuvent prendre plusieurs jours avec l'EDM.

4. Conception du moule :

• Lors de la conception du moule, des considérations sont prises selon que la production prévue est destinée à une fabrication à grande ou à petite échelle. Différentes structures et fonctionnalités sont choisies pour optimiser le coût et l’efficacité de chaque scénario.

• Par exemple, lors de la conception de moules destinés à une production en grand volume, des fonctionnalités telles que des élévateurs ou des glissières sont souvent incorporées, ce qui est efficace pour la production de masse. Ces fonctionnalités facilitent des processus tels que moulage par injection en contre-dépouille.

• En revanche, pour les moules destinés à une production en faible volume, la rentabilité est une priorité. Par conséquent, les solutions plus simples et plus abordables, telles que les inserts manuels, sont privilégiées par rapport aux mécanismes complexes comme les coulisses ou les élévateurs. Ces inserts manuels peuvent être plus viables économiquement pour les petites séries de production.

• La philosophie de conception de base de l'outillage rapide consiste à échanger une augmentation du temps de cycle de moulage par injection contre une réduction du temps et du coût de production du moule.

En raison des différences soulignées entre les processus d'outillage rapide et d'outillage de production, le coût de l'outillage rapide peut être réduit à environ la moitié de celui de l'outillage de production, et le cycle de production ne représente généralement qu'environ un tiers du temps requis pour l'outillage de production.

processus d'outillage rapide

Différence outillage rapide et outillage de production

	Outillage Rapide	Outillage conventionnel
Vitesse	7 ~ jours 15	4 ~ 8 semaines
Coût de l'outillage	faibles frais généraux	frais généraux considérables.
Volume de production idéal	1000 30,000 ~ XNUMX XNUMX pièces, selon le processus et le matériau de l'outillage	~ 30 XNUMX + pièces, varie selon le processus de production
Applications	Tests de validation du produit Outillage de pont Production à court terme, à la demande ou sur mesure	Production de masse

Outillage rapide vs prototypage rapide

Le prototypage rapide consiste à créer rapidement le produit réel pour le tester et voir à quoi il ressemble et fonctionne. Cela nous aide à améliorer la conception et à mieux comprendre le produit.

L'outillage rapide consiste à fabriquer rapidement des moules ou des outils, nécessaires à la production en série du produit. Ces moules sont comme des gabarits qui façonnent le produit en grande quantité. C'est un moyen rapide et rentable de fabriquer de nombreux produits une fois la conception finalisée.

En termes simples, le prototypage rapide concerne le produit lui-même, et l'outillage rapide consiste à créer rapidement les outils nécessaires à la fabrication d'un grand nombre de ces produits.

Le prototypage rapide implique des processus tels que l'impression 3D, le moulage sous vide et l'usinage CNC. D'un autre côté, l'outillage rapide s'apparente au processus d'outillage de production, mais il est plus rapide et plus rentable.

Avantages et inconvénients de l'outillage rapide

L'outillage rapide, en tant que méthode permettant de produire rapidement des moules ou des outils nécessaires au prototypage ou à la production de ponts, offre plusieurs avantages et présente quelques inconvénients à prendre en compte. .

Avantages:

1. Rapidité et efficacité : Un outillage rapide réduit considérablement le temps nécessaire à la création de moules par rapport aux méthodes d'outillage traditionnelles. Cela conduit à un développement de produits plus rapide et à une mise sur le marché plus rapide.

2. Rentabilité: Malgré les coûts de configuration initiaux, un outillage rapide est rentable à long terme, en particulier pour les grandes quantités de production. Il minimise les coûts globaux de production en accélérant le processus de fabrication.

3. Flexibilité de conception: Il permet des modifications et des améliorations de la conception même après le démarrage du processus d'outillage, améliorant ainsi la flexibilité de la conception et l'adaptabilité aux exigences changeantes.

4. Sélection du matériau: L'outillage rapide permet l'utilisation d'une large gamme de matériaux, y compris des matériaux de qualité production, offrant une représentation plus précise des propriétés du produit final.

5. Personnalisation et prototypage : Un outillage rapide permet la personnalisation et le prototypage de moules pour des produits spécifiques, s'adaptant à diverses conceptions et exigences de produits.

Désavantages:

1. Durée de vie limitée : Par rapport à l'outillage traditionnel, les moules produits par un outillage rapide peuvent avoir une durée de vie plus courte en raison de l'utilisation de matériaux plus souples, ce qui a un impact sur la production à long terme.

2. Contraintes matérielles : Le choix des matériaux de moulage dans l'outillage rapide est limité par rapport à l'outillage traditionnel, ce qui peut affecter la robustesse et la durabilité de l'outil.

3. Complexité et fonctionnalités : Les conceptions de moules très complexes et les caractéristiques complexes peuvent poser des problèmes d'outillage rapide, nécessitant du temps et des efforts supplémentaires.

4. Tolérance et précision : Obtenir des tolérances extrêmement serrées et une haute précision, souvent essentielles pour certaines industries, peut s'avérer plus difficile avec un outillage rapide qu'avec un outillage traditionnel.

5. Limites de volumes : L'outillage rapide peut ne pas être rentable ou efficace pour des volumes de production très élevés par rapport aux méthodes d'outillage de production traditionnelles.

Peut-on créer des noyaux de moule et des cavités à l’aide de l’impression 3D métallique ?

L'impression 3D métallique, également connue sous le nom de fabrication additive, a évolué à un point tel qu'il est effectivement possible de créer des noyaux de moule et des cavités à l'aide de cette technologie innovante. Le processus implique la construction de pièces métalliques tridimensionnelles couche par couche, permettant des géométries complexes et complexes qui seraient difficiles avec les méthodes de fabrication traditionnelles.

Avantages de l’impression 3D métallique pour les noyaux et cavités de moules :

1. Géométries complexes : L'impression 3D métal permet la fabrication de moules présentant des caractéristiques internes et des géométries complexes, ce qui peut être crucial pour la création de produits spécialisés ou uniques.

2. Prototypage rapide et itération : L'impression 3D permet le prototypage rapide des moules, facilitant ainsi des itérations de conception, des ajustements et des améliorations plus rapides basés sur des tests et des évaluations.

3. Conception sur mesure : La technologie permet la personnalisation et l'adaptation des conceptions de moules aux exigences spécifiques du produit, offrant un haut niveau de liberté de conception et d'adaptabilité.

4. Réduction des déchets de matériaux : La fabrication additive est un processus efficace qui minimise le gaspillage de matériaux par rapport aux méthodes de fabrication soustractives traditionnelles, contribuant ainsi à la rentabilité et à la durabilité.

Considérations et limites :

1. Finition de surface: Des étapes de post-traitement telles que l'usinage ou le polissage peuvent être nécessaires pour obtenir la finition de surface souhaitée pour les cavités et les noyaux de moule, car la qualité de surface issue de l'impression 3D peut ne pas toujours répondre aux spécifications requises.

2. Propriétés matérielles: Les propriétés matérielles des métaux imprimés en 3D peuvent différer de celles des métaux fabriqués de manière conventionnelle. Comprendre ces différences et leur impact sur les performances des moules est essentiel.

3. Prix: L'impression 3D métal peut être plus coûteuse que les techniques traditionnelles de fabrication de moules, en particulier pour les moules plus grands ou si l'on tient compte des coûts de matériaux et d'équipement.

4. Contraintes de taille : La taille des moules pouvant être créés à l’aide de l’impression 3D est limitée par l’équipement et la technologie d’impression disponibles, ce qui limite potentiellement l’échelle de production.

En conclusion, nous avons exploré comment l'outillage rapide constitue un moyen rentable et rapide de fabriquer des outils pour la fabrication. C'est crucial dans le marché en évolution rapide d'aujourd'hui.