Termoformowanie - formy z drukarki 3D
Proces termoformowania polega na wstępnym podgrzaniu arkusza tworzywa (co nadaje mu plastyczności) a następnie nałożenie go na formę poprzez odessanie powietrza. Formy typowo wykonywane są na frezarkach z aluminium.
Druk 3D pozwala stworzyć analogiczną formę w znacznie krótszym czasie i niższym kosztem, sama forma nie jest prototypem, umożliwia wykonanie produkcji wieloseryjnej.
Niewątpliwą zaletą jaką daje druk 3D jest możliwość wydrukowania formy z mikro otworami o średnicy poniżej 1mm - bardzo usprawnia to proces termoformowania (Jeśli forma zostanie wydrukowana przy użyciu profesjonalnej drukarki 3D(technologia MJP) to otwory mogą mieć średnicę nawet 0.5mm i praktycznie nieograniczoną głębokość).
Przy projektowaniu formy, która będzie wykonana przy pomocy drukarki 3D nie musimy martwić się o ograniczenia, które narzuca nam tradycyjna frezarka - nie ma wymogu stosowania zaokrągleń, nie trzeba obawiać się tego czy frez o danej średnicy będzie wstanie wykonać zaplanowaną głębokość wycięcia. Znacząco przyspiesza to pracę projektantów i praktycznie eliminuje błędy projektowe.
1) Projekt i druk 3D formy. Do wykonania formy możemy użyć jedną z technologii : FDM, CJP, MJP, SLA .
2) Przygotowanie formy – Jeśli jest taka potrzeba formę można wypolerować by posiadała gładsze ściany, następnie należy umieścić i przymocować formę do maszyny termoformującej .
3) Przygotowanie arkusza tworzywa – użyć można dokładnie tych samych tworzyw, co w przypadku termoformowania przy użyciu metalowych form, należy zapewnić czystość materiału.
4) Proces termoformowania – ułożony arkusz plastiku zostanie nałożony na formę. Maszyna odsysając powietrze zapewni idealne odwzorowanie kształtu.
5) Wyjęcie i oddzielenie form od ukształtowanego arkusza plastiku.
Każdy rodzaj druku 3D ma swoje charakterystyczne punkty, które wpłyną na końcową jakość, cenę, szybkość powstania formy. Przy wyborze rodzaju druku 3D należy rozpatrzyć:
- Wielkość produkcji jaka ma być wykonana na formie.
- Oczekiwaną jakość powierzchni
- Dokładność i odzwierciedlenie detali
- Maksymalne możliwe do wykonania wymiary formy
- Czas, koszt potrzebny na druk 3D formy
Na podstawie powyższej tabeli doskonale widać, że wybrana technologia druku 3D ma duży wpływ na wiele parametrów otrzymanego negatywu - forma drukowana w FDM będzie wytrzymała, powstanie w krótkim czasie ale jakość powierzchni może być niezadowalająca. Z drugiej strony forma z MJP z pewnością nada się do precyzyjnych detali ale koszt takiej formy może być znacznie wyższy.
W celu obniżenia kosztów, formę należy zaprojektować jako skorupę wzmocnioną żebrami, oszczędzi to znaczną ilość potrzebnego do druku 3D materiału przy zachowaniu odpowiedniej sztywności formy
Otwory wentylacyjne w zagłębieniach i narożnikach (dodane na etapie projektu formy) – wyeliminują konieczność dodatkowej obróbki formy po druku 3D i znacząco polepszą odwzorowanie kształtu.
W technologi FDM ustawienie najmniejszej możliwej grubości warstwy zminimalizuje widoczność poszczególnych warstw
W technologii CJP poddanie formy procesowi piaskowania, wygładzi jej powierzchnie.
źródło: 3D Systems
