क्या 3डी प्रिंटेड मेटल स्टैम्पिंग डाई आपके उत्पादन को बचा पाएगी?

3डी प्रिंटेड मेटल स्टैम्पिंग डाई वास्तव में क्या है

कल्पना करें कि सीएनसी मशीनिंग के लीड टाइम में कई सप्ताह लग जाते हैं और इसके बजाय आप रातों-रात सटीक डाई ज्योमेट्री प्रिंट कर लेते हैं जिसकी आपको आवश्यकता होती है। वह परिदृश्य एडिटिव में गंभीर रुचि पैदा कर रहा हैमुद्रांकन टूलींग के लिए विनिर्माण, एल्यूमीनियम ब्रैकेट बनाने वाली गेराज कार्यशालाओं से लेकर ऑटोमोटिव अनुसंधान प्रयोगशालाओं तक, अल्ट्रा हाई ताकत वाले स्टील की मोहर लगाने तक।

लेकिन आप किससे पूछते हैं इसके आधार पर इस शब्द का अर्थ बहुत अलग हो सकता है। तो आइए अधिक गहराई में जाने से पहले इसे स्पष्ट रूप से समझ लें।

3डी प्रिंटेड मेटल स्टैम्पिंग डाई क्या है?

3डी प्रिंटेड मेटल स्टैम्पिंग डाई एक फॉर्मिंग टूल है जो एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के माध्यम से तैयार किया जाता है - या तो इंजीनियरिंग पॉलिमर या मेटल पाउडर से - जिसे प्रेस बल के तहत शीट मेटल भागों को आकार देने, पारंपरिक रूप से मशीनीकृत टूलींग को बदलने या पूरक करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

यह परिभाषा व्यापक फलक तक फैली हुई है। एक छोर पर, आपको डेस्कटॉप एफडीएम मशीनों पर पीएलए, नायलॉन, या कार्बन फाइबर कंपोजिट जैसी सामग्रियों से पॉलिमर डाई प्रिंट करने वाले शौक़ीन और प्रोटोटाइप टीमें मिलेंगी। ये 3डी प्रिंटेड शीट मेटल डाई पतले एल्युमीनियम या तांबे को कम बल से बनाने के लिए अच्छी तरह से काम करते हैं। दूसरी ओर, औद्योगिक उपयोगकर्ता टूल स्टील या मैरेजिंग स्टील पाउडर का उपयोग करके लेजर पाउडर बेड फ़्यूज़न प्रक्रियाओं - के माध्यम से वास्तविक धातु डाई का उत्पादन करते हैं जिन्हें आमतौर पर डीएमएलएस या एसएलएम - कहा जाता है। जैसा कि प्रोटोलैब्स बताते हैं, अलग-अलग संक्षिप्त शब्दों के बावजूद डीएमएलएस और एसएलएम अनिवार्य रूप से एक ही लेजर पाउडर बेड फ्यूजन तकनीक हैं; दोनों घने, कार्यात्मक भागों को बनाने के लिए परत दर परत धातु पाउडर को पूरी तरह से पिघलाते हैं।

अंतर मायने रखता है क्योंकि एक पॉलिमर शीट मेटल डाई और एक मेटल {{0}प्रिंटेड डाई मौलिक रूप से अलग-अलग भूमिका निभाते हैं। पॉलिमर डाइज़ ज्यामिति सत्यापन और अल्पावधि के लिए तेजी से निर्माण करने वाले उपकरण के रूप में कार्य करता है। मेटल 3डी डाइज़ उत्पादन में सक्षम इन्सर्ट के रूप में कार्य करता है जो हजारों भागों पर मुहर लगा सकता है। उदाहरण के लिए, ओकलैंड यूनिवर्सिटी के शोध में पारंपरिक डी2 टूल स्टील इंसर्ट के मुकाबले लेपित 3डी{7}}मुद्रित धातु इंसर्ट का परीक्षण किया गया1{{3}मिमी{5}}मोटी DP980 अल्ट्राहाई-स्ट्रेंथ स्टील से 50,000 भागों पर मोहर लगाना- और दोनों ने अच्छा प्रदर्शन किया और गठित नमूनों पर कोई महत्वपूर्ण खरोंच नहीं आई।

क्यों एडिटिव टूलींग लोकप्रियता हासिल कर रही है?

पारंपरिक डाई बनाने में बिलेट स्टॉक बनाना और फिर सीएनसी मशीनिंग के माध्यम से पर्याप्त सामग्री को निकालना शामिल है, जो एक महंगी और समय लेने वाली प्रक्रिया है, विशेष रूप से जटिल ज्यामिति के लिए। एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग उस समीकरण को उलट देती है। आप केवल वही ज्यामिति बनाते हैं जिसकी आपको आवश्यकता है, परत दर परत, अधिकांश सामग्री अपशिष्ट को हटाते हुए।

लाभ भौतिक बचत से परे हैं। के थॉमस एबेरियस के अनुसारएडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के लिए आचेन सेंटर, एएम से चक्र समय में सुधार होता है और ऊर्जा का उपयोग कम होता है, जिससे निर्माताओं को उत्पादन की मात्रा बढ़ाने और उत्पादों को तेजी से बाजार में लाने में मदद मिलती है। उनका अनुमान है कि प्रौद्योगिकी यूरोप, एशिया और उत्तरी अमेरिका के अन्य क्षेत्रों के साथ समान प्रक्षेपवक्र पर, गोद लेने की रणनीतियों के परिपक्व होने के साथ जर्मन टूलींग बाजार के 50-60% में प्रवेश कर सकती है।

छोटी टीमों के लिए, अपील और भी तत्काल है। टूलींग के लिए एक 3डी प्रिंटर सरल प्रेस धातु बनाने वाले उपकरणों को आउटसोर्स करने की आवश्यकता को समाप्त कर देता है, जिससे लीड समय हफ्तों से घंटों तक कम हो जाता है। चाहे आप उत्पादन टूलींग के लिए प्रतिबद्ध होने से पहले या गठित घटकों के एक छोटे बैच को चलाने से पहले एक मोहरबंद हिस्से की ज्यामिति को मान्य कर रहे हों, एडिटिव टूलींग एक तेज़ रास्ता प्रदान करता है।

यह गाइड औद्योगिक धातु के माध्यम से शौकीन 3डी शीट धातु बनाने के लिए पॉलिमर डेस्कटॉप डाइज़ से पूर्ण स्पेक्ट्रम - को कवर करता है {{2}प्रिंटेड आवेषण को हजारों हिट के लिए रेट किया गया है। असली सवाल यह नहीं है कि तकनीक काम करती है या नहीं। यह वह दृष्टिकोण है जो आपकी विशिष्ट सामग्री, मात्रा और गुणवत्ता आवश्यकताओं के अनुरूप है।

स्टैम्पिंग डाइज़ के लिए 3डी प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग किया जाता है

कौन सी योगात्मक प्रक्रिया वास्तव में एक पासा उत्पन्न करती है जो पहले प्रहार पर दरार डाले बिना बलों के निर्माण को संभाल सकती है? उत्तर इस पर निर्भर करता है कि आपको इसकी आवश्यकता है या नहींतीव्र 3डी निर्माण उपकरणमुट्ठी भर हिस्सों या हजारों प्रेस चक्रों तक चलने के लिए निर्मित टिकाऊ धातु डाई के लिए। प्रौद्योगिकी की दो अलग-अलग श्रेणियां इन जरूरतों को पूरा करती हैं, और वे मौलिक रूप से अलग-अलग तरीकों से काम करती हैं।

उपकरण बनाने के लिए पॉलिमर 3डी प्रिंटिंग तकनीकें

पॉलिमर आधारित 3डी प्रिंटिंग आपको सीएडी फ़ाइल से कार्यात्मक स्टैम्पिंग टूल तक सबसे तेज़ मार्ग प्रदान करती है। इस स्थान पर दो प्रक्रियाएँ हावी हैं:

एफडीएम (फ्यूज्ड डिपोजिशन मॉडलिंग)एक गर्म नोजल के माध्यम से थर्मोप्लास्टिक फिलामेंट को पिघलाता है, इसे परत दर परत जमा करता है। डाई अनुप्रयोगों के लिए, नायलॉन, एबीएस, पीईटीजी, और कार्बन फाइबर {{2} प्रबलित कंपोजिट जैसी सामग्री पतली गेज शीट धातु बनाने के लिए आवश्यक संपीड़न शक्ति प्रदान करती है। जैसाफैब्रिकेटर नोट करता है, एफडीएम उपकरण बनाने के लिए लागत, गति, ताकत और पहुंच का सर्वोत्तम संतुलन बनाता है। आप एम्बेडेड मेटल प्लेट, डॉवेल या बोल्ट के साथ मुद्रित टूलींग को सुदृढ़ कर सकते हैं, और दिनों के बजाय घंटों में एक कस्टम डाई तैयार कर सकते हैं।

अदला - बदली? एफडीएम भाग अनिसोट्रोपिक - परत रेखाओं (एक्स और वाई अक्ष) के साथ मजबूत होते हैं लेकिन उनके पार (जेड अक्ष) कमजोर होते हैं। 3डी शीट मेटल बनाने वाले उपकरणों के लिए प्रिंट ओरिएंटेशन बहुत मायने रखता है। उस धुरी के साथ सबसे मजबूत दिशा को संरेखित करें जो निर्माण भार लेती है, और आप नाटकीय रूप से डाई जीवन का विस्तार करेंगे।

एसएलए (स्टीरियोलिथोग्राफी)तरल राल को ठीक करने के लिए एक यूवी लेजर का उपयोग करता है, जो असाधारण सतह खत्म और सख्त सहनशीलता वाले भागों का उत्पादन करता है (मेकरस्टेज की प्रक्रिया तुलना के अनुसार ±0.05–0.13 मिमी)। वह सतह की गुणवत्ता सीधे आपके गठित भागों में स्थानांतरित हो जाती है। हालाँकि, अधिकांश एसएलए रेजिन बार-बार संपीड़ित भार के तहत भंगुर होते हैं, जिससे वे प्रभाव या उच्च टन भार वाले स्टैम्पिंग अनुप्रयोगों के लिए खराब रूप से उपयुक्त हो जाते हैं। एसएलए कम {{5}बल एम्बॉसिंग या एकल उपयोग ज्यामिति सत्यापन के लिए सबसे अच्छा काम करता है जहां सतह का विवरण स्थायित्व से अधिक मायने रखता है।

उत्पादन के लिए धातु 3डी प्रिंटिंग तकनीकें मर जाती हैं

जब पॉलिमर शामिल बलों से बच नहीं पाता है, तो धातु योज्य विनिर्माण कदम उठाया जाता है। ये प्रक्रियाएँ वास्तविक उत्पादन कार्य में सक्षम पूरी तरह से सघन धातु डाई का उत्पादन करती हैं।

डीएमएलएस/एसएलएम (लेजर पाउडर बेड फ्यूजन)एक अक्रिय गैस कक्ष में धातु के पाउडर को पूरी तरह से पिघलाने के लिए आमतौर पर 200 से 1,000 वाट - के उच्च {{0}शक्ति वाले लेजर - का उपयोग करता है, जो 20-60 µm रिज़ॉल्यूशन पर परत दर परत डाई का निर्माण करता है। जैसा कि सोडिक बताते हैं, डीएमएलएस और एसएलएम अनिवार्य रूप से प्रौद्योगिकी के एक ही वर्ग हैं - नामकरण अंतर काफी हद तक ऐतिहासिक हैं। आधुनिक प्रणालियाँ 99.5% से अधिक घनत्व प्राप्त करती हैं, जिससे यांत्रिक गुणों वाले डाई उत्पन्न होते हैं जो गढ़ा समकक्षों से मिलते हैं या उससे अधिक होते हैं। उपकरण निर्माताओं के लिए, एलपीबीएफ एच13, मैरेजिंग स्टील और इनकोनेल जैसी उपकरण ग्रेड सामग्री का समर्थन करता है, और पारंपरिक रूप से मशीन के लिए असंभव जटिल आंतरिक सुविधाओं को सक्षम बनाता है।

बाइंडर जेटिंगतेज़ लेकिन कम सीधा दृष्टिकोण अपनाता है। लेजर फ़्यूज़िंग पाउडर के बजाय, यह एक तरल बाइंडिंग एजेंट को परत दर परत जमा करता है, जिससे एक "हरा" भाग बनता है जो फिर डिबाइंडिंग और फर्नेस सिंटरिंग से गुजरता है। मुद्रण चरण त्वरित है और मशीनों की अग्रिम लागत कम है। सिंटरिंग के दौरान ट्रेडऑफ़ उच्च सरंध्रता और संभावित आयामी संकोचन है, जिससे सख्त सहनशीलता को बनाए रखना कठिन हो जाता है। स्टैम्पिंग डाइज़ के लिए बार-बार उच्च {{5}बल प्रभाव की आवश्यकता होती है, बाइंडर जेटिंग आम तौर पर व्यापक पोस्ट प्रोसेसिंग के बिना कम हो जाती है।

धातु एफएफएफ (बाध्य धातु जमाव)एक धातु {{0}बहुलक मिश्रित फिलामेंट को बाहर निकालता है, फिर उस हिस्से को अलग करके ठोस धातु में बदल देता है। डेस्कटॉप मेटल और मार्कफोर्ज्ड के सिस्टम बिना ढीले पाउडर या अक्रिय गैस के मानक दुकान वातावरण में काम करते हैं। तुलनीय ज्यामिति के लिए भागों की लागत डीएमएलएस से 5-10 गुना कम है, हालांकि घनत्व (96-99%) और सहनशीलता कम है। सुलभ मूल्य बिंदुओं पर टूलींग के लिए 3डी प्रिंटर के लिए, मेटल एफएफएफ कम मात्रा में स्टैम्पिंग के लिए मेटल डाई उत्पादन में एक व्यावहारिक प्रवेश प्रदान करता है।

प्रत्येक तकनीक लागत में एक अलग क्षेत्र रखती है {{0}बनाम{{1}स्थायित्व स्पेक्ट्रम। सही विकल्प इस बात पर कम निर्भर करता है कि कौन सी प्रक्रिया सबसे प्रभावशाली लगती है और इस बात पर अधिक निर्भर करती है कि आप किस शीट धातु का निर्माण कर रहे हैं, आपको कितने हिस्सों की आवश्यकता है, और आपके आवेदन के लिए किस सतह की गुणवत्ता की आवश्यकता है - कारक जो सामग्री चयन में आते हैं।

3डी मुद्रित डाईज़ के लिए सामग्री चयन मानदंड

3डी प्रिंटिंग तकनीक चुनना समीकरण का केवल आधा हिस्सा है। आप उस मशीन में जो सामग्री डालते हैं वह यह निर्धारित करती है कि आपका पासा दस हिट या दस हजार तक जीवित रहेगा या नहीं। ब्रांड या प्रिंटर मॉडल के आधार पर विकल्पों को क्रमबद्ध करने के बजाय, आपके एप्लिकेशन की वास्तव में मांग के आधार पर उन्हें व्यवस्थित करना अधिक समझ में आता है: डाई को कितना बल प्रतिरोध करना चाहिए, गठित हिस्से पर आपको किस सतह की गुणवत्ता की आवश्यकता है, और आप कितने हिस्सों पर मुहर लगाने की योजना बना रहे हैं।

पॉलिमर सामग्री विकल्प और उनकी सीमाएँ

जब बल कम रहता है और आयतन छोटा रहता है तो पॉलिमर तेजी से शीट धातु के रूप में काम करता है। प्रत्येक सामग्री एक अलग प्रदर्शन स्तर रखती है:

प्ला50-60 एमपीए की तन्यता ताकत और 3.5 जीपीए के मापांक के साथ, प्रिंट करना सबसे आसान और सबसे कठोर सामान्य फिलामेंट है। वह कठोरता इसे संपीड़ित भार के तहत आकार बनाए रखने में मदद करती है। शिकार? पीएलए भंगुर है - यह विकृत होने के बजाय टूट जाता है - और 55 डिग्री के आसपास नरम हो जाता है। बार-बार प्रेस चक्र से घर्षण गर्मी इसे तेजी से ख़राब कर देगी। इसका उपयोग केवल पतली एल्युमीनियम या तांबे की पन्नी में एकल अंकीय उत्पादन के लिए करें।

पेटबेहतर कठोरता और 95 डिग्री के आसपास उच्च ताप विक्षेपण तापमान के लिए कच्ची ताकत (35-40 एमपीए तन्यता) का व्यापार करता है। यह पीएलए की तरह दरार डाले बिना प्रभावों को अवशोषित करता है, जिससे यह बार-बार बनने वाले भार के तहत अधिक सहनशील हो जाता है। लाइट ड्यूटी मेटल प्रेस डाइज़ के लिए एक उचित विकल्प, जिसे मामूली उत्पादन के लिए जीवित रहने की आवश्यकता होती है।

पीईटीजीपीएलए और एबीएस के बीच लगभग 2.0-3.0 जीपीए मापांक पर एबीएस की तुलना में - सख्त, पीएलए की तुलना में सख्त और प्रिंट करने में आसान है। इसका 70 डिग्री ताप विक्षेपण इसे उन डाइज़ के लिए उपयुक्त बनाता है जिनमें महत्वपूर्ण घर्षण ताप का अनुभव नहीं होगा।

नायलॉन (PA6/PA12)कार्यात्मक पॉलिमर टूलींग के लिए वर्कहॉर्स है। 60-80 एमपीए की तन्य शक्ति, उत्कृष्ट प्रभाव प्रतिरोध और 120 डिग्री से ऊपर ताप विक्षेपण के साथ, नायलॉन बार-बार होने वाले संपीड़न चक्रों को पीएलए या एबीएस की तुलना में कहीं बेहतर तरीके से संभालता है। स्वयं चिकनाई वाली सतह शीट धातु के विरुद्ध घर्षण को कम करती है। नकारात्मक पक्ष नमी अवशोषण है - मुद्रण से पहले अपने फिलामेंट को सुखा लें, अन्यथा डाई ख़राब प्रदर्शन करेगी।

कार्बन-फाइबर कंपोजिट (CF-नायलॉन)पुश पॉलिमर उनकी छत की ओर मर जाता है। कठोरता 6-10 जीपीए तक बढ़ जाती है, तन्यता ताकत 80-{4}} एमपीए तक पहुंच जाती है, और गर्मी विक्षेपण 150-160 डिग्री तक पहुंच जाता है। ये मिश्रित डाई मानक नायलॉन को कुचलने वाले भार के तहत विरूपण का विरोध करते हैं। उन्हें प्रिंट करने के लिए कठोर स्टील नोजल की आवश्यकता होती है और लागत काफी अधिक होती है, लेकिन लगभग 0.6 मिमी तक हल्के स्टील बनाने के लिए, वे पॉलिमर धातु बनाने वाले डाई की ऊपरी सीमा का प्रतिनिधित्व करते हैं।

एसएलए रेजिनस्थायित्व के बजाय सतही फिनिश में उत्कृष्टता। कठोर 10K रेज़िन 88 MPa तन्य शक्ति और 10 GPa कठोरता तक पहुँचता है, लेकिन इसकी अत्यधिक भंगुरता (सिर्फ 20 J/m का नोकदार इज़ोड) इसे बार-बार मुद्रांकन के तहत दरार बना देता है। रिज़र्व एसएलए उभारने, गढ़ने, या एकल उपयोग ज्यामिति जांच के लिए मर जाता है जहां सतह का विवरण सीधे गठित हिस्से में स्थानांतरित हो जाता है।

टिकाऊ डाइज़ के लिए धातु पाउडर के विकल्प

जब पॉलिमर शामिल बलों से बच नहीं सकता है, तो लेजर पाउडर बेड फ़्यूज़न या बाध्य धातु जमाव के माध्यम से मुद्रित धातु पाउडर उत्पादन - ग्रेड टूलींग प्रदान करते हैं। यहां का भौतिक परिदृश्य सीधे पारंपरिक डाई स्टील्स से मेल खाता है:

मैरेजिंग स्टील (MS1/18Ni-300)मुद्रित मुद्रांकन डाईज़ के लिए सबसे आम विकल्प है। उम्र बढ़ने के बाद {{1}कठोर गर्मी उपचार, यह उत्कृष्ट क्रूरता के साथ 50-55 एचआरसी कठोरता तक पहुंच जाता है। यह मशीनों और ईडीएम को प्रिंट करने के बाद आसानी से खत्म कर देता है, जिससे यह उन डाइज़ के लिए व्यावहारिक हो जाता है जिनके लिए कड़ी सतह सहनशीलता की आवश्यकता होती है। मैरेजिंग स्टील हल्के स्टील और एल्युमीनियम की मध्यम {{8}से लेकर {{9}उच्च -वॉल्यूम स्टैम्पिंग के लिए उपयुक्त है।

टूल स्टील्स (H13, H11)किसी भी उपकरण निर्माता से परिचित घिसाव प्रतिरोध प्रदान करें।H13 और H11 उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध के साथ उच्च शक्ति का संयोजन करते हैं, जो उन्हें गर्म काम के अनुप्रयोगों या अपघर्षक उच्च शक्ति वाले स्टील बनाने वाले डाईज़ के लिए आदर्श बनाता है। H13 को प्रिंट करने के लिए दरार को रोकने के लिए सावधानीपूर्वक थर्मल प्रबंधन की आवश्यकता होती है, लेकिन परिणामी डाई अपने गढ़े हुए समकक्ष के साथ तुलनात्मक रूप से कार्य करती है।

स्टेनलेस स्टील (316एल, 17-4 पीएच)टूल स्टील्स की तुलना में कम लागत पर संक्षारण प्रतिरोध और अच्छे यांत्रिक गुण प्रदान करता है . 17-4 PH, एक अवक्षेपण {{1}कठोरता ग्रेड, गर्मी उपचार के बाद 40 HRC तक कठोरता प्राप्त करता है। यह स्टेनलेस शीट बनाने या संक्षारक वातावरण में काम करने के लिए अच्छी तरह से काम करता है, हालांकि इसका पहनने का प्रतिरोध उच्च मात्रा में चलने के लिए समर्पित टूल स्टील्स से कम है।

इनकोनेल (718/625)चरम स्थितियों - उच्च -तापमान स्टैम्पिंग, सुपरअलॉय शीट बनाने, या संक्षारक वातावरण से जुड़े अनुप्रयोगों को संभालता है। इसकी उच्च {{3} ताकत और संक्षारण प्रतिरोधी गुण इसे व्यवहार्य बनाते हैं जहां अन्य डाई स्टील्स नरम या संक्षारणित हो जाते हैं। समझौता लागत और मशीनेबिलिटी है; इनकोनेल डाइज़ को प्रिंट करना महंगा है और ख़त्म करना मुश्किल है।

आवेदन आवश्यकताओं के अनुरूप सामग्री का मिलान

सबसे मजबूत या सबसे सस्ते विकल्प पर डिफ़ॉल्ट होने के बजाय, अपने चार प्रमुख निर्णय कारकों के अनुसार सामग्री का मिलान करें। इस चेकलिस्ट को शुरुआती ढांचे के रूप में उपयोग करें:

• 5 kN से नीचे बल बनाने वाली पतली एल्यूमीनियम या तांबे की पन्नी:पीएलए या पीईटीजी (सबसे कम लागत, सबसे तेज़ बदलाव)
• निर्माण बल 5-20 kN, माइल्ड स्टील 0.6 मिमी तक:नायलॉन या CF-नायलॉन कंपोजिट (पॉलीमर में सर्वोत्तम ताकत-से-लागत अनुपात)
• सतही फिनिश महत्वपूर्ण, बहुत कम मात्रा:SLA कठोर 10K रेज़िन (बारीक विवरण स्थानांतरित करता है, एकल उपयोग)
• 20 kN से ऊपर बल बनाना, मध्यम-से{{2}उच्च आयतन:मैरेजिंग स्टील या H13 टूल स्टील (उत्पादन-ग्रेड टिकाऊपन)
• संक्षारक वातावरण या स्टेनलेस शीट का निर्माण:17-4 पीएच स्टेनलेस या इंकोनेल (कठोरता का त्याग किए बिना रासायनिक प्रतिरोध)
• 100 भागों से कम उत्पादन मात्रा:पॉलिमर डाइज़ सर्वोत्तम लागत लाभ प्रदान करते हैं
• उत्पादन मात्रा 100-10,000 भाग:प्रतिस्थापन आवृत्ति को फैक्टरिंग करते समय धातु मुद्रित डाई किफायती हो जाती है
• उत्पादन की मात्रा 10,000 भागों से ऊपर:प्रति भाग के आधार पर पारंपरिक मशीनीकृत टूलींग के मुकाबले धातु {{0} मुद्रित डाई का मूल्यांकन करें

ध्यान रखें कि सामग्री का चुनाव सीधे तौर पर यह निर्धारित करता है कि आपका पासा कितने समय तक चलेगा और अंततः यह कैसे विफल होगा। एक सीएफ-नायलॉन डाई सतह की गुणवत्ता खराब होने से पहले 200 सही हिस्से प्रदान कर सकती है, जबकि एक मैरेजिंग स्टील डाई 50,000 चक्रों में सहनशीलता बनाए रखती है। वे जीवनकाल अंतर - और विशिष्ट विफलता मोड जो उन्हें प्रेरित करते हैं - यह निर्धारित करते हैं कि उत्पादन को आगे बढ़ाने के लिए आपकी सामग्री का चुनाव सही था या नहीं।

3डी प्रिंटेड टूलींग के साथ शीट मेटल संगतता

आपकी डाई सामग्री केवल आधी कहानी बताती है। अन्य आधा? आप वास्तव में क्या बना रहे हैं. एक कार्बन फाइबर नायलॉन डाई जो 0.5 मिमी एल्युमीनियम के माध्यम से उड़ती है, 1.0 मिमी स्टेनलेस स्टील के साथ पहली मुठभेड़ में टूट जाएगी। शीट धातु स्वयं - इसकी कठोरता, मोटाई और लोचदार व्यवहार - यह तय करती है कि 3डी मुद्रित डाई एक व्यावहारिक शीट धातु बनाने का उपकरण है या बर्बाद समय और टूटे हुए प्लास्टिक के लिए एक नुस्खा है।

शीट धातु की कठोरता डाई व्यवहार्यता को कैसे प्रभावित करती है

कठोरता यह निर्धारित करती है कि शीट बनने के दौरान कितने बल का प्रतिरोध करती है, और वह बल सीधे आपके पासे में स्थानांतरित हो जाता है। मृत धातुएं जैसे मृत {{1}नरम तांबा और 1100{{15}श्रृंखला एल्युमीनियम की उपज लगभग 35-70 एमपीए होती है। माइल्ड स्टील (एआईएसआई 1018/1020) 250-350 एमपीए उपज शक्ति तक पहुंच जाता है। स्टेनलेस स्टील (304/316) अभी भी आगे बढ़ता है, एनील्ड स्थिति में 200-290 एमपीए की उपज ताकत के साथ, लेकिन काफी अधिक काम करता है {{17}सख्त दर जो फॉर्मिंग की प्रगति के रूप में लोड को बढ़ाती है। ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले DP980 और बोरोन स्टील्स जैसे उच्च - ताकत वाले स्टील्स - - 600 एमपीए से ऊपर की उपज क्षमता तक पहुंचते हैं।

डाई चयन के लिए इसका क्या अर्थ है? एक पॉलिमर डाई नरम एल्युमीनियम द्वारा उत्पन्न फॉर्मिंग लोड को संभाल सकती है क्योंकि डाई खतरनाक संपीड़न तनाव का अनुभव करने से पहले शीट उपज देती है। हल्के स्टील को विकृत करने के लिए काफी अधिक बल की आवश्यकता होती है, जिससे पतले गेज पर भी पॉलिमर डाई को उनकी भार सीमा की ओर धकेल दिया जाता है। स्टेनलेस स्टील और उच्च शक्ति वाले स्टील ऐसी ताकतें उत्पन्न करते हैं जो लगभग किसी भी व्यावहारिक परिदृश्य में पॉलिमर संपीड़न क्षमता से अधिक होती हैं।

जैसाफैब्रिकेटर बताते हैं, हल्के स्टील और नरम एल्युमीनियम उच्च शक्ति वाली सामग्रियों की तुलना में बहुत अधिक लचीले होते हैं, जो सीधे गठन बलों और न्यूनतम मोड़ त्रिज्या को प्रभावित करते हैं। स्टील में उच्च कार्बन सामग्री या एल्यूमीनियम में अधिक कठोरता से लचीलापन और निर्माण क्षमता कम हो जाती है, जिससे आवश्यक बल और उत्पन्न होने वाली न्यूनतम त्रिज्या बढ़ जाती है। वह बल वृद्धि ही आपको पॉलिमर टूलींग से धातु {{3}प्रिंटेड या पारंपरिक डाइज़ में धकेलती है।

मोटाई मापना और बल संबंध बनाना

मोटाई बल की आवश्यकताओं को गैर--रैखिक रूप से कई गुना बढ़ा देती है। शीट की मोटाई को दोगुना करने से न केवल टनभार - दोगुना हो जाता है, बल्कि झुकने के संचालन के लिए यह मोटे तौर पर इसे चौगुना कर देता है, क्योंकि अधिकांश प्रेस धातु बनाने वाले समीकरणों में सामग्री की मोटाई के वर्ग के साथ बल स्केल बनाते हैं। एक पॉलिमर डाई जो आराम से 0.5 मिमी एल्यूमीनियम बनाता है, उसी सामग्री के 1.5 मिमी पर विनाशकारी रूप से विफल हो सकता है, भले ही धातु का प्रकार नहीं बदला हो।

इसके बारे में सोचने का एक व्यावहारिक तरीका यहां दिया गया है। आमतौर पर स्टैम्पिंग में उपयोग किए जाने वाले शीट मेटल गेज लगभग 0.005 से 0.249 इंच (लगभग 0.13 से 6.3 मिमी) तक होते हैं। पतले सिरे पर, अधिकांश धातुओं में पॉलिमर टूलींग के लिए गठन बल काफी कम रहता है। मोटे सिरे पर, एल्युमीनियम प्लेट भी ऐसे बल की मांग करती है जिसे केवल धातु मुद्रित या कठोर स्टील डाई ही बनाए रख सकती है।

पॉलिमर एफडीएम डाईज़ के लिए महत्वपूर्ण सीमा इस प्रकार है:

• एल्यूमीनियम मिश्र धातु:1.0-1.5 मिमी तक (मिश्र धातु कठोरता और ज्यामिति जटिलता के आधार पर)
• तांबा और पीतल:0.8-1.0 मिमी तक
• हल्का स्टील:0.5-0.8 मिमी तक (उच्च - शक्ति मिश्रित फिलामेंट्स के साथ)
• स्टेनलेस स्टील:आम तौर पर पॉलिमर डाइज़ के साथ संभव नहीं है, भले ही इन्फिल घनत्व कुछ भी हो

इन सीमाओं से परे, निर्माण के दौरान संपीड़न और कतरनी बल 100% इनफिल कार्बन फाइबर नायलॉन की तुलना में अधिक है जो सतह को कुचलने या परत के प्रदूषण के बिना सामना कर सकता है। आप देखेंगे कि शीट के - होने से पहले ही डाई ख़राब होने लगती है, यह स्पष्ट संकेत है कि आपने टूलींग की क्षमता को पार कर लिया है।

स्प्रिंग-वापस मुआवजा रणनीतियाँ

दबाव बल हटने पर प्रत्येक निर्मित धातु भाग अपने मूल सपाट आकार में वापस आ जाता है। स्प्रिंग-बैक लोचदार तनाव की रिहाई है, और यह सामग्री की उपज शक्ति के साथ सीधे स्केल करता है। नरम एल्युमीनियम एक साधारण मोड़ पर 1-2 डिग्री पीछे जा सकता है, जबकि स्टेनलेस स्टील या उच्च शक्ति वाला स्टील समान ज्यामिति के तहत 5-10 डिग्री या उससे अधिक पीछे झुक सकता है।

3डी मुद्रित डाइस के लिए, स्प्रिंग{1}बैक कंपंसेशन का अर्थ है डाइस को उसके लक्ष्य कोण से आगे शीट बनाने के लिए अधिक से अधिक झुकाना ताकि वह वापस सही स्थिति में आ जाए। 2 डिग्री स्प्रिंग {{6}बैक के साथ एक शीट मेटल वर्कपीस को इस इलास्टिक रिकवरी के लिए लक्ष्य से कम से कम 2 डिग्री तेज पंच कोण की आवश्यकता होती है। जैसे-जैसे सामग्री की मोटाई के सापेक्ष त्रिज्या बढ़ती है, स्प्रिंग का पिछला भाग और भी बढ़ जाता है, कभी-कभी काफी हद तक।

मुआवजे की रणनीतियाँ मरने के प्रकार के अनुसार भिन्न होती हैं:

• पॉलिमर मर जाता है:चूँकि वे सस्ते हैं और पुनर्मुद्रण में तेज़ हैं, आप जल्दी से पुनरावृति कर सकते हैं। प्रिंट करें, फॉर्म करें, स्प्रिंग के पीछे के कोण को मापें, फिर अपने सीएडी मॉडल को समायोजित करें और पुनः प्रिंट करें। यह परीक्षण{{3}और-त्रुटि दृष्टिकोण अच्छी तरह से काम करता है क्योंकि प्रत्येक पुनरावृत्ति में न्यूनतम समय और सामग्री खर्च होती है।
• धातु-मुद्रित डाइस:पहले स्प्रिंग को नेल करने के लिए पॉलिमर में पुनरावृति करें, फिर सही ज्यामिति के साथ मेटल प्रिंट के लिए प्रतिबद्ध हों। धातु पर मुद्रित डाई को दोबारा बनाना महंगा है, इसलिए पहले से ही सही कोण प्राप्त करना मायने रखता है।
• उच्च{{0}उपज-शक्ति सामग्री:78 या 73 डिग्री के कोणों के साथ राहत प्राप्त डाई ज्यामिति पर विचार करें, जो डाई चेहरों और सामग्री के बीच हस्तक्षेप के बिना स्प्रिंग {{2} को दूर करने के लिए गहरे पंच प्रवेश की अनुमति देता है।

शीट मेटल की ग्रेन दिशा भी गठन बल और स्प्रिंग {{0}बैक दोनों को प्रभावित करती है। अनाज (अनुदैर्ध्य) के साथ बनाने के लिए कम झुकने वाले बल की आवश्यकता होती है क्योंकि लचीलापन उस दिशा में आसानी से फैलता है, लेकिन अनुदैर्ध्य झुकने से सतह के टूटने का खतरा बढ़ जाता है और एक बड़े मोड़ त्रिज्या की आवश्यकता होती है। अनाज के आर-पार बनने से (अनुप्रस्थ) टनभार बढ़ जाता है लेकिन सघन त्रिज्या स्वीकार करता है। 3डी मुद्रित डाई को डिज़ाइन करते समय, सत्यापित करें कि आपके रिक्त स्थान अनाज के साथ या उसके विपरीत दिशा में होंगे, और तदनुसार अपनी डाई की त्रिज्या और क्षतिपूर्ति कोण को आकार दें।

इस तालिका को पढ़ते समय अपने प्रति ईमानदार रहें। "सीमांत" प्रविष्टियों का मतलब है कि सफलता काफी हद तक ज्यामिति की सरलता, प्रिंट सेटिंग्स और बनाने की गति पर निर्भर करती है। सीएफ-नायलॉन डाई का उपयोग करके 0.5 मिमी माइल्ड स्टील में एक उथला चैनल बनाया जाता है? रूढ़िवादी मापदंडों के साथ संभव है। उसी गेज पर एक गहरा ड्रा? मरने वाला जीवित नहीं रहेगा. स्टेनलेस स्टील और उच्च शक्ति वाली सामग्री के लिए धातु की आवश्यकता होती है।

इन अनुकूलता सीमाओं को समझने का वास्तविक मूल्य बर्बाद प्रिंटों और विफल भागों से बचना है। शुरू से ही अपनी शीट मेटल के प्रकार और गेज को सही डाई क्लास से मिलाएं, और आप टूटे हुए टूलींग को दोबारा प्रिंट करने के बजाय ज्यामिति को परिष्कृत करने में अपना समय व्यतीत करेंगे। आरंभिक सीएडी डिज़ाइन से लेकर मुद्रण, पोस्ट{3}प्रसंस्करण, और प्रथम लेख बनाने - तक शोधन प्रक्रिया यहीं से व्यावहारिक वर्कफ़्लो शुरू होती है।

सीएडी डिज़ाइन से लेकर फॉर्मेड पार्ट तक पूरा वर्कफ़्लो

यह जानना आवश्यक है कि कौन सी सामग्री और शीट धातु एक साथ काम करते हैं, लेकिन यह तब तक आपकी मदद नहीं करेगा जब तक आप वास्तव में एक कार्यात्मक डाई का उत्पादन नहीं करते हैं और इसके साथ एक अच्छे हिस्से पर मोहर नहीं लगाते हैं। संपूर्ण 3डी मुद्रित डाई डिज़ाइन वर्कफ़्लो में छह अलग-अलग चरण शामिल होते हैं, प्रत्येक में ऐसे निर्णय होते हैं जो सीधे प्रभावित करते हैं कि आपका टूलींग उत्पादन में टिकता है या पहले चक्र में विफल रहता है।

1. सीएडी डिज़ाइन अतिरिक्त विशिष्ट विचारों के साथ
2. स्लाइसिंग और प्रिंट पैरामीटर सेटअप
3. पासा छापना
4. पोस्ट-प्रसंस्करण और आयामी सत्यापन
5. प्रेस सेटअप और पहला लेख बनाना
6. डाई रखरखाव और प्रतिस्थापन योजना

आइए प्रत्येक चरण पर उस व्यावहारिक विवरण के साथ चलें जो आपको पहली बार में इसे ठीक करने के लिए आवश्यक है।

सीएडी डिजाइन और एडिटिव विनिर्माण संबंधी विचार

जब आप एक योगात्मक संदर्भ में स्टैम्पिंग डाई कार्य के लिए कैड डिज़ाइन की ओर रुख करते हैं, तो आप एक साथ दो वास्तविकताओं के लिए डिज़ाइन कर रहे होते हैं: फॉर्मिंग ऑपरेशन और प्रिंटिंग प्रक्रिया। इनमें से किसी एक को भी नज़रअंदाज करें, और आप एक ऐसी डाई के साथ समाप्त हो जाएंगे जिसे या तो साफ-सुथरे तरीके से मुद्रित नहीं किया जा सकता है या प्रेस के भार का सामना नहीं कर सकता है।

दीवार की मोटाई और द्रव्यमान।पॉलिमर स्टैम्पिंग डाइज़ को आपकी अपेक्षा से कहीं अधिक मात्रा की आवश्यकता होती है। एफडीएम टूलींग के लिए न्यूनतम दीवार की मोटाई भार वाले क्षेत्रों में 8-12 मिमी होनी चाहिए। 2 मिमी से नीचे के पतले क्रॉस{5}}सेक्शन, संपीड़न भार और गर्मी के तहत तेजी से विकृत हो जाते हैंफॉर्मलैब्स का शोध इसकी पुष्टि करता है- 1-2 मिमी से कम सतह की मोटाई अनुप्रयोग बनाने में गर्मी से ख़राब हो जाएगी। धातु के लिए मुद्रित डाइस के लिए, 3-5 मिमी दीवार खंड आम तौर पर पर्याप्त कठोरता प्रदान करते हैं, क्योंकि सामग्री स्वयं प्रति इकाई क्षेत्र में काफी अधिक भार वहन करती है।

ड्राफ्ट कोण.डाई कैविटी की सभी ऊर्ध्वाधर दीवारों पर 3-5 डिग्री का ड्राफ्ट शामिल करें। यह दोहरे उद्देश्यों को पूरा करता है: यह बनाने के बाद भाग को बाहर निकालने की सुविधा देता है (शीट धातु को डाई में लॉक होने से रोकता है) और समर्थन संरचनाओं की आवश्यकता वाले ओवरहैंग को कम करके मुद्रण क्षमता में सुधार करता है। विशेष रूप से पॉलिमर डाई के लिए, ड्राफ्ट कोण डिमोल्डिंग बलों को कम करते हैं जो उपकरण की सतह को चिप या क्रैक कर सकते हैं।

सुदृढीकरण रणनीतियाँ.पॉलिमर डाइज़ शायद ही कभी प्रेस लोड के तहत स्टैंडअलोन मोनोलिथिक उपकरण के रूप में काम करते हैं। अपने डाई को एक बैकिंग प्लेट - के साथ एकीकृत करने के लिए डिज़ाइन करें जो आमतौर पर एक एल्यूमीनियम या स्टील प्लेट होती है जो डाई के पिछले हिस्से पर बल वितरित करती है। इस बैकिंग संरचना में मुद्रित डाई को बांधने के लिए अपने सीएडी मॉडल में अवकाश या बोल्ट छेद की योजना बनाएं। कुछ डिज़ाइनर प्रिंट के बीच में रुककर और हार्डवेयर डालकर स्टील के डॉवेल या बोल्ट को प्रिंट में एम्बेड करते हैं, जिससे एक मिश्रित उपकरण बनता है जो अकेले पॉलिमर की तुलना में कहीं अधिक भार संभालता है।

3डी मुद्रित टूलींग के लिए इन्फिल पैटर्न।यह वह जगह है जहां आंतरिक ज्यामिति निर्णय सीधे जीवन को निर्धारित करते हैं। टूलींग अनुप्रयोगों पर तीन पैटर्न हावी हैं:

• जाइरोइड:लगभग -आइसोट्रोपिक ताकत प्रदान करता है, जिसका अर्थ है कि यह सभी दिशाओं में लगभग समान रूप से बलों का प्रतिरोध करता है।जाइरॉइड की सतत घुमावदार ज्यामितियह अपरूपण बलों के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध भी प्रदान करता है। उन स्टैम्पिंग डाइज़ के लिए जो अक्ष भार या जटिल गठन ज्यामिति का अनुभव करते हैं, 60-80% घनत्व पर जाइरॉइड डिफ़ॉल्ट अनुशंसा है।
• घन:एक त्रि-आयामी ग्रिड संरचना बनाता है जो ऊर्ध्वाधर संपीड़न प्रतिरोध में उत्कृष्टता प्राप्त करता है। यदि आपका फॉर्मिंग लोड मुख्य रूप से सीधे डाई (सरल वी - झुकता है, चैनल बनता है) के माध्यम से चलता है, तो 50-70% घनत्व पर क्यूबिक इनफिल समतुल्य ताकत पर जाइरॉइड की तुलना में कम सामग्री के साथ मजबूत प्रदर्शन प्रदान करता है।
• ग्रिड:सबसे सरल और सबसे तेज़ {{0}प्रिंटिंग पैटर्न, जिसमें लंबवत रेखाएँ वर्ग बनाती हैं। ग्रिड सीधे ऊर्ध्वाधर संपीड़न को अच्छी तरह से संभालता है, लेकिन कतरनी या ऑफ-एक्सिस लोड के तहत खराब प्रदर्शन करता है। इसका उपयोग केवल पूरी तरह से कंप्रेसिव लोडिंग वाले फ्लैट -तले वाले डाइज़ के लिए करें - कोणीय सतहों वाले डाइज़ के लिए कभी नहीं।

अधिकांश स्टैम्पिंग डाई अनुप्रयोगों के लिए, 70% इन्फिल घनत्व या उससे अधिक पर जाइरॉइड आपको संपीड़न शक्ति और लोड दिशाओं में लगातार प्रदर्शन का सबसे अच्छा संयोजन देता है। 100% इन्फिल पर जाना शायद ही अतिरिक्त प्रिंट समय के लायक है - शोध से पता चलता है कि घटती ताकत 60-80% घनत्व से ऊपर लौटती है, जबकि प्रिंट समय रैखिक रूप से बढ़ता है।

स्टॉक भत्ता.क्रिटिकल फॉर्मिंग सतहों पर अतिरिक्त सामग्री (न्यूनतम 0.5 मिमी) की योजना बनाएं। आप इसे अंतिम आयामों में डायल करने के लिए पोस्ट प्रोसेसिंग के दौरान हटा देंगे। छोटे आकार के डाई को दोबारा छापने की तुलना में अतिरिक्त सामग्री को रेतना या मशीन से निकालना कहीं अधिक आसान है।

मुद्रण पैरामीटर और पोस्ट-प्रसंस्करण

आपके सीएडी मॉडल को अनुकूलित करने के साथ, स्लाइसिंग सेटिंग्स उन डिज़ाइन इरादों को भौतिक वास्तविकता में बदल देती हैं।

परत की ऊँचाई:शीट धातु से संपर्क करने वाली सतहों को बनाने के लिए 0.1-0.15 मिमी परतों का उपयोग करें। महीन परतों का मतलब चिकनी सतह और बेहतर आयामी सटीकता है, जो दोनों सीधे गठित भाग की गुणवत्ता में स्थानांतरित होते हैं। गैर-महत्वपूर्ण क्षेत्रों (बैकिंग फेस, माउंटिंग सतह) के लिए, 0.2-0.3 मिमी परतें बिना दंड के चीजों को गति देती हैं।

प्रिंट ओरिएंटेशन:डाई को उन्मुख करें ताकि भार परतों को अलग करने की कोशिश करने के बजाय उन्हें एक साथ संपीड़ित कर सके। वी-डाई के लिए, इसका मतलब है कि गठित गुहा को ऊपर की ओर करके और परतों को डाई के चेहरे के समानांतर रखते हुए मुद्रण करना। एफडीएम टूलींग में तन्य भार के तहत परत का प्रदूषण सबसे आम विफलता मोड है। उचित अभिविन्यास इसे रोकता है।

परिधि गणना:बाहरी दीवार की परतों को न्यूनतम 4-6 परिधि तक बढ़ाएँ। ये ठोस बाहरी आवरण अधिकांश संपीड़ित भार उठाते हैं और आंतरिक इन्फिल को शीट धातु के सीधे संपर्क से बचाते हैं। अधिक परिधि से सतह के स्थायित्व में भी सुधार होता है।

पोस्ट प्रोसेसिंग 3डी प्रिंटेड डाइज़ कच्चे प्रिंट और कार्यात्मक उपकरण के बीच के अंतर को पाटता है:

1. निष्कासन और सफ़ाई में सहायता:सतहों के निर्माण पर विशेष ध्यान देते हुए, सभी सहायक सामग्री हटा दें। कोई भी शेष गांठ या निशान आपके बने हिस्सों में तार लगा देगा।
2. सतही परिष्करण:परत रेखाओं को खत्म करने के लिए प्रगतिशील ग्रिट्स - 120 से 220 से 400 - के माध्यम से रेत बनाने वाली सतहें। पॉलिमर डाइज़ के लिए, बनाने वाली सतह पर एक एपॉक्सी कोटिंग एक सख्त त्वचा बनाती है जो लंबे समय तक घिसाव का प्रतिरोध करती है। एसएलए डाई के लिए, कांच के मोतियों के साथ मीडिया ब्लास्टिंग से सतह चिकनी हो जाती है और वास्तव में यांत्रिक गुणों में सुधार हो सकता है।
3. आयामी सत्यापन:कैलीपर्स या सीएमएम से महत्वपूर्ण आयामों को मापें। अपने सीएडी मॉडल से तुलना करें और विचलन नोट करें। एफडीएम टूलींग के लिए विशिष्ट आयामी सटीकता ±0.1–0.3 मिमी चलती है; SLA ±0.05 मिमी प्राप्त करता है। यदि क्रिटिकल फॉर्मिंग सतहें मानक से बाहर हैं, तो आपके द्वारा पहले नियोजित स्टॉक भत्ते का उपयोग करके उन्हें सहन करने के लिए मशीन या रेत दें।
4. ताप उपचार (केवल धातु मरती है):धातु {{0}मुद्रित डाई को तनाव से राहत और अक्सर उम्र बढ़ने की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, मैरेजिंग स्टील को पूर्ण कठोरता (50-55 एचआरसी) तक पहुंचने के लिए 6 घंटे के लिए लगभग 490 डिग्री पर उम्र बढ़ने की आवश्यकता होती है। इस चरण को छोड़ें और आपकी धातु डाई काफ़ी ख़राब प्रदर्शन करेगी।

प्रेस सेटअप और प्रथम आलेख का निर्माण

आपका पासा मुद्रित, तैयार और आयामी रूप से सत्यापित है। इसे प्रेस में लाने से यह सही ढंग से निर्धारित होता है कि पहला हिट एक अच्छा हिस्सा बनाता है या एक नष्ट उपकरण बनाता है।

बैकिंग प्लेट एकीकरण:पॉलिमर डाई को कभी भी मेटल बैकिंग प्लेट के बिना सीधे प्रेस बेड पर न रखें। प्लेट पूरे डाई फ़ुटप्रिंट में रैम बल वितरित करती है, जिससे स्थानीयकृत कुचलन को रोका जा सकता है। कम टनभार वाले अनुप्रयोगों के लिए कम से कम 6 मिमी मोटी ग्राउंड फ्लैट एल्यूमीनियम प्लेट का उपयोग करें, या 10 kN से ऊपर की किसी भी चीज़ के लिए स्टील प्लेट का उपयोग करें। बैकिंग प्लेट पर डाई को बोल्ट, क्लैंप या एक धँसी हुई जेब से सुरक्षित करें जो गठन के दौरान पार्श्व गति को रोकता है।

संरेखण:पंचिंग{0}से{{1}डाई संरेखण सुनिश्चित करने के लिए सेंटरिंग पिन लगाएं या डाई के हिस्सों में मुद्रित पंजीकरण सुविधाओं का उपयोग करें। 0.5 मिमी जितना छोटा मिसलिग्न्मेंट असमान लोडिंग का कारण बनता है जो एक तरफ डाई घिसाव को तेज करता है और असंगत भागों का निर्माण करता है।

गति और बल सेटिंग्स:रूढ़िवादी ढंग से शुरुआत करें. प्रेस की गति को पारंपरिक टूलींग के साथ उपयोग की जाने वाली गति से 50% तक कम करें। पॉलिमर डाइज़ कठोर स्टील की तरह प्रभाव को सहन नहीं करता है - धीमी रैम गति सामग्री को झटके का अनुभव करने के बजाय उत्तरोत्तर लोड को अवशोषित करने की अनुमति देती है। इसी कारण से, टनभार को न्यूनतम तक कम करें जो पूर्ण गठन को प्राप्त करता है, फिर वृद्धिशील रूप से बढ़ाएं यदि भाग पूरी तरह से आकार में नहीं है।

प्रथम लेख निरीक्षण:एक भाग बनाएं, इसे हटाएं, और इसे अपने लक्षित आयामों के विरुद्ध मापें। की जाँच करें:

• स्प्रिंग-वापस विचलन (वास्तविक कोण की लक्ष्य कोण से तुलना करें)
• सतह के निशान या खरोंच जो डाई परत रेखाओं से स्थानांतरित होते हैं
• महत्वपूर्ण विशेषताओं पर आयामी सटीकता
• डाई विकृति का कोई भी लक्षण (चमकदार धब्बे, डाई की सतह पर संपीड़न के निशान)

यदि स्प्रिंग-बैक सहनशीलता से अधिक है, तो पहले चर्चा की गई मुआवजा रणनीतियों के अनुसार डाई ज्यामिति को समायोजित करें और पुनर्मुद्रण करें। यदि सतह पर निशान दिखाई देते हैं, तो अतिरिक्त सैंडिंग या लेप से वे ठीक हो जाते हैं। यदि डाई एक ही हिट के बाद संपीड़न के निशान दिखाती है, तो आपकी सामग्री की पसंद या इनफ़िल घनत्व एक ही स्पेक पर पुनर्मुद्रण के बजाय एक सख्त सामग्री वर्ग तक कदम बढ़ाने में शामिल बनाने वाली ताकतों के लिए पर्याप्त नहीं है।

रखरखाव चक्र:पॉलिमर टूलींग के लिए प्रत्येक 10-20 भागों में डाई की सतह का निरीक्षण करें, धातु के लिए प्रत्येक 500-1000 भागों में मुद्रित डाई का निरीक्षण करें। पहनने के पैटर्न खुद को सतह की सुस्ती, किनारों की गोलाई, या तनाव सांद्रता पर सूक्ष्म दरारों के रूप में प्रकट करते हैं। रन के बीच हल्की सैंडिंग पॉलिमर डाई के जीवन को बढ़ा सकती है, जबकि धातु डाई को बनाने वाली सतहों की समय-समय पर पॉलिश करने से लाभ होता है। अपने गठित हिस्सों पर आयामी बहाव को ट्रैक करें - जब माप सहनशीलता की सीमा तक पहुंच जाता है, तो डाई जीवन के अंत के करीब पहुंच जाती है।

यह अंत से {{0} से {{1}अंत प्रक्रिया - डिजाइन, प्रिंट, फिनिश, सेट अप, फॉर्म, रखरखाव - आम तौर पर पॉलिमर डाई के लिए 24-72 घंटे और धातु के लिए 1-2 सप्ताह में संपीड़ित होती है {{8} गर्मी उपचार सहित मुद्रित डाई। इसकी तुलना पारंपरिक रूप से मशीनीकृत टूलींग के लिए 4-8 सप्ताह से करें, और समय का लाभ स्पष्ट हो जाता है। लेकिन गति केवल तभी मायने रखती है जब डाई वास्तव में आपके उत्पादन को पूरा करने के लिए पर्याप्त समय तक चलती है, जो यह महत्वपूर्ण सवाल उठाती है कि ये उपकरण कैसे विफल होते हैं और आप इसे रोकने के लिए क्या कर सकते हैं।

डाई जीवनकाल और विफलता मोड विश्लेषण

सीएडी से पहले लेख तक की गति प्रभावशाली है, लेकिन इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि पासा आपके दौड़ के बीच में ही टूट जाता है। 3डी मुद्रित डाई कितने समय तक चलती है? ईमानदार उत्तर: यह पूरी तरह से इस बात पर निर्भर करता है कि वे कैसे विफल होते हैं, और प्रत्येक 3डी मुद्रित डाई अंततः चार पूर्वानुमानित तंत्रों में से एक के माध्यम से विफल हो जाती है। इन स्टैम्पिंग डाई फेलियर मोड्स को समझना - और उनके आसपास डिजाइन करना - ही एक सफल शॉर्ट रन को टूटे हुए प्लास्टिक और अस्वीकृत हिस्सों के ढेर से अलग करता है।

3डी प्रिंटेड डाईज़ में सामान्य विफलता मोड

प्रत्येक योगात्मक रूप से निर्मित डाई में परत निर्माण प्रक्रिया द्वारा परत से जुड़ी अंतर्निहित कमज़ोरियाँ होती हैं। ये कमज़ोरियाँ अलग-अलग विफलता पैटर्न के रूप में प्रकट होती हैं, जिनमें से प्रत्येक के अलग-अलग चेतावनी संकेत और आपके गठित भागों के लिए अलग-अलग परिणाम होते हैं।

• बार-बार संपीड़ित भार के तहत परत का प्रदूषण।यह एफडीएम पॉलिमर डाइज़ में सबसे आम और सबसे अचानक विफलता मोड है। प्रत्येक मुद्रित परत थर्मल फ़्यूज़न के माध्यम से अपने नीचे वाली परत से जुड़ती है, लेकिन वह बंधन थोक सामग्री की तुलना में कमज़ोर होता है। बार-बार प्रेस चक्र परत इंटरफेस पर चक्रीय संपीड़ित और तन्य तनाव पैदा करते हैं। समय के साथ, सूक्ष्म दरारें इन सीमाओं के साथ केंद्रीकृत हो जाती हैं और तब तक फैलती हैं जब तक कि पूरे खंड अलग नहीं हो जाते। पर शोध3डी-मुद्रित मिश्रित संरचनाएंयह पुष्टि करता है कि परत की सीमाओं पर इंटरलेमिनर तन्य तनाव प्रदूषण की शुरुआत - को प्रेरित करता है, एक बार जब इंटरलेमिनर तन्यता ताकत (आईएलटीएस) पार हो जाती है, तो विफलता क्रमिक होने के बजाय अचानक होती है। आप अक्सर एक तेज़ दरार सुनेंगे, और डाई बिना किसी पूर्व चेतावनी के एक परत रेखा के साथ विभाजित हो जाएगी।
• सतह के घिसाव से भाग की फिनिश प्रभावित होती है।प्रत्येक मुद्रांकन चक्र में शीट धातु को बल के तहत डाई फेस पर फिसलना शामिल होता है। वह फिसलने वाली क्रिया धीरे-धीरे डाई की सतह को खत्म कर देती है, बारीक विवरण को सुचारू कर देती है और सहनशीलता को बढ़ा देती है। पॉलिमर डाइज़ में, घिसाव उच्च संपर्क क्षेत्रों पर विकसित होने वाली एक पॉलिश चमक के रूप में प्रकट होता है, इसके बाद सामग्री को भौतिक रूप से हटा दिए जाने पर आयामी हानि होती है। धातु -मुद्रित डाइज़ इसका लंबे समय तक प्रतिरोध करते हैं, लेकिन फिर भी ख़राब हो जाते हैं -, विशेष रूप से यदि मुद्रण से सतह खत्म होने पर सूक्ष्म {6}छोरें निकलती हैं जो प्रारंभिक घिसाव बिंदुओं के रूप में कार्य करती हैं।
• घर्षण ताप संचय से तापीय क्षरण।शीट धातु और डाई सतह के बीच घर्षण प्रत्येक प्रेस चक्र के साथ गर्मी उत्पन्न करता है। उत्पादन गति पर, वह ऊष्मा डाई द्वारा नष्ट करने की तुलना में अधिक तेजी से एकत्रित होती है। पॉलिमर डाइज़ विशेष रूप से असुरक्षित होते हैं क्योंकि उनका ऊष्मा विक्षेपण तापमान अपेक्षाकृत कम होता है - पीएलए 55 डिग्री पर नरम हो जाता है, एबीएस 95 डिग्री पर, यहां तक ​​कि सीएफ भी-नायलॉन 150 डिग्री से ऊपर कठोरता खोना शुरू कर देता है। एक बार जब डाई की सतह का तापमान इन सीमाओं के करीब पहुंच जाता है, तो पहले से ठीक से संभाले जाने वाले भार के तहत बनने वाली सतह प्लास्टिक रूप से विकृत हो जाती है। आप देखेंगे कि उच्च संपर्क बिंदुओं पर डाई "मशरूम" के रूप में गठित भाग उत्तरोत्तर कम सटीक होते जा रहे हैं।
• सामग्री की उपज शक्ति से अधिक होने के कारण संपीड़न विफलता।यह सबसे सीधी विफलता है: बनाने वाला बल केवल उससे अधिक होता है जो डाई सामग्री प्रतिरोध कर सकती है। डाई पहली ही चोट पर या पहले कुछ चक्रों के भीतर कुचल जाती है, टूट जाती है या स्थायी रूप से विकृत हो जाती है। अन्य तरीकों के विपरीत, संपीड़न विफलता प्रगतिशील नहीं है - यह तत्काल और विनाशकारी है। ऐसा तब होता है जब ऑपरेटर गठन बलों को कम आंकते हैं, डाई की तुलना में अधिक मोटी शीट धातु का उपयोग करते हैं, या बैकिंग प्लेट एकीकरण को छोड़ देते हैं।

ये चार मोड अलग-अलग काम नहीं करते हैं। थर्मल नरमी का अनुभव करने वाला डाई कम भार पर नष्ट हो जाएगा। सतह घिसाव के साथ एक डाई तनाव सांद्रता विकसित करती है जो परत पृथक्करण में तेजी लाती है। व्यवहार में, अधिकांश पॉलिमर डाई एक संयोजन के माध्यम से विफल हो जाते हैं - थर्मल नरमी संरचना को कमजोर कर देती है, फिर प्रदूषण अंतिम झटका देता है।

डिज़ाइन और सामग्री चयन के माध्यम से शमन रणनीतियाँ

प्रत्येक विफलता मोड विशिष्ट प्रति उपायों पर प्रतिक्रिया करता है। आप विफलता को पूरी तरह ख़त्म नहीं कर सकते, लेकिन आप इसे उत्पादन समयरेखा के साथ आगे बढ़ा सकते हैं।

• प्रदूषण के विरुद्ध:प्रिंट ओरिएंटेशन आपका सबसे मजबूत बचाव है। ओरिएंट मर जाता है इसलिए भार परतों को अलग करने की कोशिश करने के बजाय उन्हें एक साथ संपीड़ित करता है। इंटरलेमिनर तनावों को समान रूप से वितरित करने के लिए 70%+ घनत्व पर जाइरॉइड इनफिल का उपयोग करें। परिधि के गोले को 5-6 दीवारों तक बढ़ाएं, एक मोटी ठोस सीमा बनाएं जो दरार के प्रसार को रोकती है। गंभीर मृत्यु के लिए, निरंतर फाइबर सुदृढीकरण (सीएफ -नायलॉन कंपोजिट) ​​- एम्बेडेड कार्बन फाइबर ब्रिज परत सीमाओं पर विचार करें और नाटकीय रूप से इंटरलेमिनर कतरनी ताकत में वृद्धि करें।
• सतह पर घिसाव के विरुद्ध:पॉलिमर डाई बनाने वाली सतहों पर एक पतली एपॉक्सी या यूरेथेन कोटिंग लागू करें। यह कठोर त्वचा आधार सामग्री के बजाय घर्षण लेती है, और इसे रनों के बीच फिर से लगाया जा सकता है। धातु के लिए मुद्रित डाईज़ के लिए, प्रारंभिक घिसाव को तेज करने वाली मुद्रित खुरदरापन की चोटियों को खत्म करने के लिए सतह पॉलिशिंग के साथ प्रक्रिया करें। संपीड़ित अवशिष्ट तनाव को प्रेरित करने के लिए शॉट पीनिंग धातु डाई सतहों पर विचार करें, जो पहनने वाले स्थानों पर दरार की शुरुआत का प्रतिरोध करता है।
• थर्मल गिरावट के खिलाफ:अपने प्रेस चक्र को धीमा करें। हिट के बीच कुछ सेकंड जोड़ने से घर्षण की गर्मी खत्म हो जाती है। उच्च ताप विक्षेपण वाली सामग्री का उपयोग करें - सीएफ - सादे नायलॉन के ऊपर नायलॉन, एबीएस के ऊपर नायलॉन, पीएलए के ऊपर एबीएस। उच्च - चक्र {{6} दर संचालन के लिए, अपने उत्पादन क्रम में कूलिंग विराम को एकीकृत करें (10 भागों पर मुहर लगाएं, 30 सेकंड रोकें)। धातु मुद्रित डाई इस चिंता को काफी हद तक समाप्त कर देते हैं क्योंकि टूल स्टील कमरे के तापमान मुद्रांकन के दौरान उत्पन्न किसी भी घर्षण तापमान से अपने गुणों को अच्छी तरह से बनाए रखते हैं।
• संपीड़न विफलता के विरुद्ध:हमेशा एक धातु बैकिंग प्लेट का उपयोग करें जो पूरे डाई फ़ुटप्रिंट पर प्रेस बल वितरित करती है। ऑपरेशन के दौरान कभी भी डाई सामग्री की प्रकाशित संपीड़न शक्ति 60-70% से अधिक न हो, यह सुरक्षा मार्जिन ठोस इंजेक्शन की तुलना में मुद्रित भागों की कम ताकत के लिए जिम्मेदार होता है {{4}मोल्डेड या गढ़ा हुआ समकक्ष। जब संदेह हो, तो अपने पहले प्रेस चक्र से पहले एक बल गणना चलाएँ: यदि आवश्यक निर्माण बल आपके पासे की रेटेड क्षमता के 50% से अधिक है, तो एक मजबूत सामग्री वर्ग की ओर कदम बढ़ाएँ।

डिज़ाइन के समान ही परिचालन पद्धतियाँ भी मायने रखती हैं। घर्षण बल और सतह के तापमान को एक साथ कम करने के लिए शीट मेटल को हल्के स्टैम्पिंग तेल या सूखी {{1}फिल्म स्नेहक के साथ चिकनाई करें। पॉलिमर के लिए प्रत्येक 10-25 चक्रों पर, धातु के लिए प्रत्येक 500-1,000 पर नियमित अंतराल पर डाई का निरीक्षण करें। पॉलिमर डाई की मरम्मत के बजाय बदलें; वे पुनर्मुद्रण के लिए इतने सस्ते और तेज़ हैं कि किसी क्षतिग्रस्त उपकरण को चलाने से बने भागों के नष्ट होने का जोखिम रहता है।

मटेरियल क्लास द्वारा डाई लाइफ़स्पैन उम्मीदें

तो वास्तविक विश्व उत्पादन में 3डी मुद्रित डाई कितने समय तक चलती है? उचित डिजाइन, अभिविन्यास और संचालन प्रथाओं को ध्यान में रखते हुए, सामग्री स्पेक्ट्रम में क्या अपेक्षा की जानी चाहिए:

ये श्रेणियां पतली -गेज एल्युमीनियम या हल्के स्टील का निर्माण करती हैं। कठोर शीट धातुएं जीवनकाल को नाटकीय रूप से कम कर देती हैं - सीएफ के साथ स्टेनलेस स्टील का निर्माण करती हैं {{3}नायलॉन डाई केवल 10-30 भागों का उत्पादन कर सकती है इससे पहले कि सतह स्वीकार्य सहनशीलता से परे खराब हो जाए। प्रोटोलैब्स की रिपोर्ट है कि इंजेक्शन मोल्ड्स (एक तुलनीय लोडेड टूलींग एप्लिकेशन) के लिए भी, 3डी मुद्रित पॉलिमर टूलींग आम तौर पर 100 शॉट्स के भीतर अप्रभावी हो जाती है, जबकि धातु टूलींग 10,000 शॉट्स और उससे अधिक तक पहुंच सकती है। स्टैम्पिंग डाइज़ समान भौतिकी का सामना करती है, हालाँकि लोड प्रोफ़ाइल भिन्न होती है।

डाई घिसाव और स्थायित्व अंततः उत्पादन मात्रा के निर्णय पर निर्भर करता है। जब आपको 100-500 से कम भागों की आवश्यकता होती है और आप समय-समय पर पुनर्मुद्रण को सहन कर सकते हैं, तो पॉलिमर डाइज़ आर्थिक समझ में आता है। जब मात्रा सैकड़ों या हजारों तक पहुंच जाती है, तो धातु मुद्रित डाई अपनी उच्च अग्रिम लागत को उचित ठहराते हैं, जहां एक ही प्रिंट दर्जनों पॉलिमर पुनर्मुद्रण की जगह लेता है। और पारंपरिक मशीनीकृत टूलींग 100,000 भागों से अधिक की मात्रा के लिए सही उत्तर बनी हुई है, जहां प्रति भाग परिशोधन लागत किसी भी योजक दृष्टिकोण से कम हो सकती है।

यह जानना कि आपका पासा कहाँ विफल होगा - और मोटे तौर पर कब - 3डी मुद्रित पासे के जीवनकाल के प्रश्न को अनुमान से योजना में बदल देता है। आप प्रतिस्थापन प्रिंटों को शेड्यूल कर सकते हैं, पूरे उत्पादन के दौरान सामग्री की लागत के लिए बजट बना सकते हैं, और इस बारे में एक सूचित कॉल कर सकते हैं कि क्या एडिटिव टूलींग का प्रति-हिस्सा अर्थशास्त्र वास्तव में पारंपरिक तरीकों को मात देता है। वह लागत-लाभ तुलना अपने स्वयं के एक संरचित ढांचे की हकदार है।

लागत-टूलिंग निर्णयों के लिए लाभ ढाँचा

विफलता मोड ज्ञान आपको बताता हैकबएक पासे को बदलने की आवश्यकता है। लेकिन अर्थशास्त्र के आपके ख़िलाफ़ जाने से पहले आप कितने प्रतिस्थापन चक्र वहन कर सकते हैं? प्रत्येक 3डी मुद्रित डाई लागत बनाम पारंपरिक टूलींग बहस के पीछे असली सवाल यह नहीं है कि कौन सी विधि प्रति डाई सस्ती है - बल्कि यह है कि कौन सी विधि आपके कुल उत्पादन को प्रति निर्मित हिस्से में सबसे कम लागत पर प्रदान करती है।

उस गणना में अधिकांश लोगों की अपेक्षा से अधिक चर शामिल हैं। आइए इसे तोड़ें।

3डी प्रिंटेड बनाम पारंपरिक टूलींग में लागत कारक

स्टैम्पिंग डाई लागत की तुलना में छह अलग-अलग लागत चालकों को शामिल किया जाना चाहिए, न कि केवल टूल की स्टिकर कीमत:

• डाई सामग्री लागत:एक पॉलिमर एफडीएम डाई के फिलामेंट की कीमत $5-30 हो सकती है। एक एसएलए डाई की घरेलू छपाई में लगभग 30 डॉलर खर्च होते हैं। मैरेजिंग स्टील में एक धातु मुद्रित डाई की कीमत आकार और जटिलता के आधार पर लगभग 200-88 डॉलर से शुरू होती है। एक पारंपरिक रूप से मशीनीकृत टूल स्टील डाई की कीमत आमतौर पर समतुल्य ज्यामिति के लिए $450-2,000+ होती है।
• मुद्रण या मशीनिंग समय:पॉलिमर 10-24 घंटों में प्रिंट हो जाता है। धातु -मुद्रित डाई के लिए 1-5 दिन और ताप उपचार की आवश्यकता होती है। पारंपरिक मशीनिंग और आउटसोर्सिंग में 15-25 कार्यदिवस लगते हैं। जब आपके उत्पादन की समय सीमा तय हो तो समय ही पैसा है।
• पोस्ट-प्रसंस्करण श्रम:सैंडिंग, कोटिंग, आयामी सत्यापन, और बैकिंग प्लेट एकीकरण प्रति पॉलिमर डाई में 1-4 घंटे जोड़ते हैं। धातु {{3} मुद्रित डाइज़ को तनाव से राहत, सतह परिष्करण और संभवतः ईडीएम - जोड़ने की लागत की आवश्यकता होती है जो धातु एएम घटकों के लिए कुल भाग लागत का 15-40% प्रतिनिधित्व कर सकती है।
• प्रेस चक्र समय प्रभाव:पॉलिमर डाइज़ के लिए शॉक लोडिंग से बचने के लिए धीमी रैम गति की आवश्यकता होती है, जिससे कठोर स्टील टूलींग की तुलना में थ्रूपुट 30-50% कम हो जाता है। सैकड़ों हिस्सों में, वह गति दंड श्रम और मशीन के समय में जुड़ जाता है।
• डाई प्रतिस्थापन आवृत्ति:200 भागों तक चलने वाले एक सीएफ -नायलॉन डाई का मतलब है 1,000 -भाग चलाने के लिए पांच पुनर्मुद्रण। प्रत्येक प्रतिस्थापन में सामग्री लागत, प्रिंट समय और सेटअप श्रम शामिल होता है। एक धातु-मुद्रित डाई प्रतिस्थापन के बिना उसी रन को कवर करती है।
• लीड समय की अवसर लागत:पारंपरिक टूलींग के लिए 4-6 सप्ताह तक प्रतीक्षा करने का अर्थ है विलंबित राजस्व, छूटी हुई बाजार खिड़कियां, या निष्क्रिय असेंबली लाइनें। रात भर में मुद्रित एक पासा आपको कल से निर्माण शुरू करने देता है। समय के साथ महत्वपूर्ण परियोजनाओं के लिए, गति का लाभ प्रति भाग लागत से अधिक हो सकता है।

उत्पादन मात्रा ब्रेकईवन विश्लेषण

मेटल स्टैम्पिंग डाइज़ के लिए ब्रेकईवन विश्लेषण एक पूर्वानुमानित पैटर्न का अनुसरण करता है {{0}डी प्रिंटिंग में लगभग {{1}शून्य सेटअप लागत होती है लेकिन मोटे तौर पर रैखिक लागत स्केलिंग - 50 भागों की लागत लगभग 50 गुना एक भाग होती है। पारंपरिक टूलींग की निश्चित लागत अधिक होती है लेकिन प्रति यूनिट लागत में तेजी से गिरावट आती है क्योंकि निवेश अधिक भागों में फैलता है। क्रॉसओवर आपके डाई सामग्री वर्ग और प्रतिस्थापन दर पर निर्भर करता है।

यहां बताया गया है कि कम वॉल्यूम स्टैम्पिंग टूलींग लागत परिदृश्यों के लिए वॉल्यूम स्तरों पर अर्थशास्त्र कैसे बदलता है:

50 और 200 भागों के बीच क्रॉसओवर ज़ोन पर ध्यान दें। उस सीमा के नीचे, पॉलिमर डाई हावी है क्योंकि डाई की लागत ही इतनी कम है कि एकाधिक प्रतिस्थापन भी एक पारंपरिक रूप से मशीनीकृत उपकरण की तुलना में सस्ता रहता है। उस सीमा से ऊपर, पारंपरिक टूलींग के स्थायित्व का मतलब शून्य प्रतिस्थापन लागत है, और उच्च निश्चित निवेश पर्याप्त भागों में पतला हो जाता है, जो प्रति भाग अर्थशास्त्र में योज्य से नीचे गिर जाता है।

धातु -मुद्रित डाइस एक रणनीतिक मध्य मैदान पर कब्जा कर लेते हैं। इनकी लागत पॉलिमर की तुलना में अधिक होती है लेकिन यह प्रतिस्थापन चक्र को समाप्त कर देता है जो उच्च मात्रा में पॉलिमर अर्थशास्त्र को नष्ट कर देता है। 100-10,000 भागों के रन के लिए, वे अक्सर मीठे स्थान का प्रतिनिधित्व करते हैं - प्रतिस्थापन से बचने के लिए पर्याप्त टिकाऊ, पारंपरिक मशीनिंग के 4-6 सप्ताह के लीड समय से बचने के लिए पर्याप्त तेज़, और बनाने वाली ताकतों को संभालने में पर्याप्त सक्षम जो पॉलिमर बनाए नहीं रख सकता है।

जब आप डिज़ाइन अस्थिरता को ध्यान में रखते हैं तो गणित और भी बदल जाता है। यदि आपके हिस्से की ज्यामिति पहले 50 टुकड़ों के बाद बदल सकती है, तो पारंपरिक टूलींग में 1,500 डॉलर का निवेश एक दायित्व बन जाता है। $30 की एक पॉलिमर डाई जिसे आप अद्यतन ज्यामिति के साथ रातों-रात दोबारा प्रिंट कर सकते हैं, यदि डिज़ाइन विकसित हो जाए तो इसमें लगभग कोई जोखिम नहीं होता है। वह लचीलापन प्रीमियम एक साधारण प्रति-{7}} भाग लागत गणना में दिखाई नहीं देता है, लेकिन यह वास्तविक - है, विशेष रूप से उत्पाद विकास चक्रों के दौरान जहां सत्यापन और पुनरावृत्ति समानांतर में होती है।

अंततः, अकेले लागत विश्लेषण से पूरी तस्वीर सामने नहीं आती। सबसे व्यावहारिक रणनीति अक्सर तरीकों को जोड़ती है: प्रारंभिक ज्यामिति सत्यापन के लिए पॉलिमर मर जाता है और पहले {{1}लेख परीक्षण, फिर उत्पादन के लिए डिजाइन स्थिर हो जाने पर धातु {{2}मुद्रित या पारंपरिक मर जाता है। वह चरणबद्ध दृष्टिकोण गंभीर टूलींग निवेश करने से पहले अवधारणा को सस्ते में मान्य करने के लिए वित्तीय जोखिम और लीड समय दोनों को कम करता है।

भाग सत्यापन के लिए तीव्र प्रोटोटाइप रणनीतियाँ

एक चरणबद्ध दृष्टिकोण - पॉलिमर पहले मर जाता है, फिर उत्पादन टूलींग - केवल तभी काम करता है यदि आप बजट निर्धारित करने से पहले वास्तव में पुष्टि कर सकते हैं कि भाग सही है। यहीं पर उत्पादन टूलींग से पहले आंशिक सत्यापन वास्तविक द्वारपाल बन जाता है। एक पासे को प्रिंट करना और कुछ टुकड़े बनाना आपको बताता है कि ज्यामिति भौतिक रूप से प्राप्त करने योग्य है या नहीं। यह आवश्यक रूप से आपको यह नहीं बताता है कि क्या भाग किसी असेंबली में फिट बैठता है, लोड के तहत विनिर्देशों को पूरा करता है, या महंगे संशोधनों के बिना बड़े पैमाने पर निर्मित किया जा सकता है।

मुद्रांकित घटक को मान्य करने के लिए एक से अधिक विधियों की आवश्यकता होती है। इसके लिए विकास के सही चरण में लागू तरीकों के सही संयोजन की आवश्यकता होती है।

भाग सत्यापन के लिए 3डी मुद्रित डाइज़ का उपयोग करना

3डी प्रिंटेड डाइस एक विशिष्ट सत्यापन कार्य में उत्कृष्टता प्राप्त करता है: यह साबित करना कि एक दी गई शीट मेटल ज्यामिति बनाई जा सकती है, स्प्रिंग {{1}बैक की भरपाई की जा सकती है, और रिक्त स्थान सही ढंग से विकसित होता है। जब आप घरेलू पॉलिमर डाई के साथ शीट धातु बनाने का प्रोटोटाइप बनाते हैं, तो आप फॉर्मेबिलिटी के बारे में सवालों के जवाब दे रहे होते हैं - क्या इस आकार को बिना फाड़े, झुर्रियों या अत्यधिक स्प्रिंग के वापस चिपकाया जा सकता है?

वह वास्तव में मूल्यवान है। यह डिज़ाइन की समस्याओं को पकड़ता है जो अन्यथा महंगी उत्पादन टूलींग के निर्माण के बाद ही सामने आती हैं। टीमें स्टैम्पिंग डाई डिज़ाइन को पुनरावृत्त रूप से मान्य कर सकती हैं, समायोजित डाई को घंटों में दोबारा प्रिंट कर सकती हैं और एक ही दिन में कई ज्यामिति संशोधनों का परीक्षण कर सकती हैं। आरंभिक चरण अवधारणा कार्य के लिए, इस गति से कोई अन्य चीज़ मेल नहीं खाती।

लेकिन फॉर्मैबिलिटी सत्यापन की सीमाएं हैं। पॉलिमर डाई पर बना एक हिस्सा कठोर स्टील टूलिंग पर बने एक ही हिस्से से आयामी रूप से भिन्न हो सकता है - अलग सतह घर्षण, डाई के अलग लोचदार विक्षेपण, अलग थर्मल व्यवहार। गठित प्रोटोटाइप पुष्टि करता हैअनुमानितज्यामिति, उत्पादन नहीं-सटीक आयाम। तंग असेंबलियों में फिट जांच, महत्वपूर्ण इंटरफेस की सहनशीलता, या वास्तविक भार के तहत कार्यात्मक परीक्षण के लिए, आपको अंतिम उत्पादन स्थितियों के करीब तरीकों से उत्पादित भागों की आवश्यकता होती है।

एकाधिक रैपिड प्रोटोटाइप विधियों को एकीकृत करना

रैपिड प्रोटोटाइपिंग मेटल स्टैम्प्ड हिस्से एक चरण के बजाय प्रगति के रूप में सबसे अच्छा काम करते हैं। प्रत्येक विधि में एक अलग सत्यापन आवश्यकता शामिल होती है:

• 3डी मुद्रित डाइस (-घर में):फॉर्मेबिलिटी, स्प्रिंग{{0}बैक व्यवहार और रिक्त विकास को मान्य करें। तेज़, सस्ता, ज्यामिति अन्वेषण के लिए आदर्श।
• सीएनसी-मशीनीकृत प्रोटोटाइप:ठोस स्टॉक से ऐसे हिस्से तैयार करें जो अंतिम आयामों से बिल्कुल मेल खाते हों। फिट जांच, असेंबली सत्यापन और कार्यात्मक परीक्षण के लिए उपयोगी जहां भौतिक गुणों को उत्पादन इरादे से मेल खाना चाहिए।
• शीट धातु निर्माण (लेजर कटिंग + प्रेस ब्रेक):वास्तविक उत्पादन ग्रेड शीट मेटल और निर्माण प्रक्रियाओं का उपयोग करके हिस्से बनाएं। वास्तविक सामग्रियों के साथ विनिर्माण क्षमता की पुष्टि करता है और पर्यावरण या लोड परीक्षण के लिए उपयुक्त हिस्से प्रदान करता है।
• डीएफएम प्रतिक्रिया:टूलींग निवेश से डिज़ाइन को लॉक करने से पहले स्टैम्पिंग प्रक्रिया की बाधाओं - मोड़ त्रिज्या, अनाज अभिविन्यास, गहराई सीमा खींचना - के विरुद्ध भाग ज्यामिति की विशेषज्ञ समीक्षा।

जो टीमें इन तरीकों को जोड़ती हैं वे सबसे सस्ते स्तर पर समस्याओं को पकड़ती हैं। $30 मुद्रित डाई के साथ पकड़ी गई फॉर्मेबिलिटी समस्या $1,500 के पारंपरिक टूल संशोधन को बचाती है। सीएनसी मशीनीकृत प्रोटोटाइप के साथ पकड़ी गई एक फिट समस्या उत्पादन में कई हफ्तों की देरी से बचाती है। प्रारंभिक डीएफएम फीडबैक दोनों को रोकता है।

उत्पाद विकास टीमों के लिए जिन्हें घरेलू 3डी प्रिंटेड टूलींग से अधिक पेशेवर ग्रेड सत्यापन की आवश्यकता है।YICHEN की तीव्र प्रोटोटाइप सेवाएँअवधारणा सत्यापन और उत्पादन प्रतिबद्धता के बीच अंतर को पाटें। तीव्र सीएनसी प्रोटोटाइपिंग, शीट मेटल फैब्रिकेशन और प्रारंभिक डीएफएम फीडबैक को एक ही वर्कफ़्लो में संयोजित करके, YICHEN टीमों को पूर्ण टूलींग निवेश शुरू होने से पहले फॉर्म, फिट और फ़ंक्शन की पुष्टि करने वाली {{1}प्रतिनिधि सटीकता - उत्पादन के साथ धातु मुद्रांकित भागों को मान्य करने में मदद करता है।

यह स्तरित सत्यापन दृष्टिकोण केवल जोखिम को कम नहीं करता है। यह विश्वास पैदा करता है कि जिस डिज़ाइन को आप उत्पादन के लिए उपकरण बनाने जा रहे हैं वह वास्तव में वही डिज़ाइन है जिसे आप चाहते हैं - ऐसा नहीं है कि पहले पायलट रन के बाद आपातकालीन संशोधन की आवश्यकता होगी। शेष प्रश्न यह है कि यह कैसे तय किया जाए कि आपके विशिष्ट प्रोजेक्ट को किस पथ की आवश्यकता है।

अपने प्रोजेक्ट के लिए सही टूलींग पथ चुनना

प्रत्येक टूलींग निर्णय कुछ चर पर निर्भर करता है: आपको कितने भागों की आवश्यकता है, आपको कितनी तेजी से उनकी आवश्यकता है, आपका डिज़ाइन कितना स्थिर है, और आपकी सहनशीलता कितनी कड़ी होनी चाहिए। 3डी प्रिंटेड बनाम पारंपरिक स्टैम्पिंग डाइज़ को या तो एक विकल्प के रूप में मानने के बजाय, उन्हें विभिन्न चरणों के लिए अलग-अलग उपकरण के रूप में सोचें। यहां एक टूलींग निर्णय ढांचा निर्माण टीमें तुरंत आवेदन कर सकती हैं।

जब 3डी प्रिंटेड डाइज़ सही विकल्प हों

3डी प्रिंटेड स्टैम्पिंग डाइज़ का उपयोग कब करना है यह जानने से समय और बजट दोनों की बचत होती है। वे इन परिदृश्यों में साफ़-साफ़ फिट बैठते हैं:

• ज्यामिति सत्यापन:उत्पादन टूलींग में निवेश करने से पहले आपको यह पुष्टि करनी होगी कि मुद्रांकित आकृति भौतिक रूप से प्राप्त करने योग्य है।
• कम मात्रा में उत्पादन (100-500 भागों से कम):जब प्रतिस्थापन आवृत्ति प्रबंधनीय बनी रहती है, तो प्रति - भाग का अर्थशास्त्र मशीनिंग के स्थान पर मुद्रण का पक्ष लेता है।
• डिज़ाइन अस्थिरता:आपके हिस्से की ज्यामिति अभी भी विकसित हो रही है, और 1,500 डॉलर के मशीनी उपकरण पर काम करते हुए $30 डाई बीट्स को दोबारा प्रिंट कर रही है।
• समय-महत्वपूर्ण परियोजनाएँ:आपको चार से छह सप्ताह में नहीं, कल गठित भागों की आवश्यकता है।
• पतली गेज पर नरम धातुएँ:एल्युमीनियम, तांबा, या माइल्ड स्टील 0.8 मिमी - से कम सामग्री जो पॉलिमर डाई लोड सीमा के भीतर रहती है।
• शैक्षिक या शौकिया कार्य:बजट और पहुंच उत्पादन स्तर के स्थायित्व से अधिक मायने रखती है।

ये वास्तविक कम मात्रा वाले मेटल स्टैम्पिंग समाधान हैं जो पारंपरिक टूलींग की वित्तीय प्रतिबद्धता के बिना वास्तविक भागों को वितरित करते हैं। कुंजी उनकी सीमाओं को ईमानदारी से पहचानने में है - और यह जानना कि कब आपका प्रोजेक्ट उनसे आगे निकल गया है।

व्यावसायिक टूलींग सहायता में कब निवेश करें

3डी प्रिंटेड डाइज़ अवधारणाओं को मान्य करते हैं। उत्पादन कुछ और मांगता है. यदि इनमें से कोई भी शर्त लागू होती है, तो घरेलू एडिटिव टूलींग से आगे बढ़ने का समय आ गया है:

• डिजाइन फाइनल हो गया हैऔर आयतन 500-1,000 भागों से अधिक है।
• सहनशीलता ±0.2 मिमी से अधिक सख्तगठित सुविधाओं पर आवश्यक हैं।
• शीट धातु स्टेनलेस स्टील, उच्च शक्ति स्टील, या 1.0 मिमी माइल्ड स्टील से अधिक मोटी होती है।
• भागों को कार्यात्मक या पर्यावरणीय परीक्षण पास करना होगाउत्पादन-प्रतिनिधि सटीकता के साथ।
• असेंबली फिट की जाँचसंभोग घटकों में सटीक आयामी अनुरूपता की आवश्यकता होती है।

इस पद पर टीमों के लिए,YICHEN की तीव्र प्रोटोटाइप सेवाएँगंभीर पूंजी लगाने से पहले उत्पादन ग्रेड सटीकता के साथ भागों को मान्य करने के लिए तेजी से सीएनसी प्रोटोटाइप, शीट मेटल फैब्रिकेशन और शुरुआती डीएफएम फीडबैक के संयोजन से 3डी मुद्रित डाई प्रोटोटाइप और पूर्ण उत्पादन टूलींग प्रतिबद्धता के बीच तार्किक पुल प्रदान करें। वह शुरुआती डीएफएम समीक्षा अकेले महंगे टूलींग संशोधनों को रोक सकती है जो उन टीमों को परेशान करती हैं जो सत्यापन को छोड़ सीधे उत्पादन में कूद जाती हैं।

सबसे स्मार्ट पथ आम तौर पर एक या दूसरा तरीका नहीं होता है - यह एक प्रगति है। फॉर्मेबिलिटी साबित करने के लिए 3डी प्रिंटेड डाई से शुरुआत करें। पेशेवर प्रोटोटाइप के साथ फिट और फ़ंक्शन को सत्यापित करें। फिर इस विश्वास के साथ उत्पादन टूलींग के लिए प्रतिबद्ध हों कि डिज़ाइन लॉक है। वह चरणबद्ध दृष्टिकोण वित्तीय जोखिम और बाज़ार में लगने वाले समय दोनों को कम करता है, जिससे आपको असत्यापित ज्यामिति पर अपने टूलींग बजट को दांव पर लगाए बिना हर चरण में गठित हिस्से मिलते हैं।

3डी प्रिंटेड मेटल स्टैम्पिंग डाइज़ के बारे में अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

1. 3डी मुद्रित स्टैम्पिंग डाई विफल होने से पहले कितने भागों का उत्पादन कर सकती है?

डाई का जीवनकाल भौतिक वर्ग के अनुसार नाटकीय रूप से भिन्न होता है। थर्मल गिरावट या संपीड़न विफलता से पहले पीएलए आम तौर पर 5 - 30 भागों तक मर जाता है। उचित परिस्थितियों में नायलॉन और CF-नायलॉन कंपोजिट इसे 50{15}}500 भागों तक विस्तारित करते हैं। मैरेजिंग स्टील में मुद्रित धातु डाईज़ 10,000 से 100 चक्रों को संभाल सकती है, जबकि डीएमएलएस के माध्यम से मुद्रित एच13 टूल स्टील डाई 500,000 चक्रों तक पहुंच सकती है। ये आंकड़े पतले-गेज एल्यूमीनियम या हल्के स्टील को वर्कपीस के रूप में मानते हैं - कठोर शीट धातुएं जीवनकाल को काफी कम कर देती हैं।

2. क्या आप स्टेनलेस स्टील पर मुहर लगाने के लिए 3डी प्रिंटेड डाई का उपयोग कर सकते हैं?

पॉलिमर 3डी प्रिंटेड डाइज़ किसी भी व्यावहारिक गेज पर विश्वसनीय रूप से स्टेनलेस स्टील नहीं बना सकते हैं। आक्रामक कार्य के साथ संयुक्त स्टेनलेस स्टील की उच्च उपज शक्ति (200{3}}290 एमपीए) सख्त होने से ऐसी ताकतें उत्पन्न होती हैं जो पॉलिमर संपीड़न क्षमता से अधिक होती हैं। लेज़र पाउडर बेड फ़्यूज़न के माध्यम से मैरेजिंग स्टील या H13 टूल स्टील से उत्पादित धातु {{9}प्रिंटेड डाई स्टेनलेस स्टील पर प्रभावी ढंग से मुहर लगा सकती है। ओकलैंड यूनिवर्सिटी के शोध से पता चला है कि लेपित 3डी मुद्रित धातु आवेषण ने सतह के महत्वपूर्ण क्षरण के बिना अल्ट्राहाई-स्ट्रेंथ स्टील से 50,000 भागों पर सफलतापूर्वक मोहर लगा दी।

3. 3डी प्रिंटेड स्टैम्पिंग डाइज़ के लिए कौन सा इन्फिल पैटर्न सबसे अच्छा है?

अधिकांश स्टैम्पिंग डाई अनुप्रयोगों के लिए 70% या उससे अधिक घनत्व पर जाइरॉइड इनफिल अनुशंसित डिफ़ॉल्ट है। इसकी निरंतर घुमावदार ज्यामिति लगभग {{2}आइसोट्रोपिक ताकत प्रदान करती है, सभी दिशाओं में समान रूप से बलों का प्रतिरोध करती है और कतरनी भार को अच्छी तरह से संभालती है। क्यूबिक इनफिल साधारण वी-बेंड्स की तरह पूरी तरह से ऊर्ध्वाधर कंप्रेसिव लोडिंग के साथ डाइज़ के लिए काम करता है, जबकि ग्रिड पैटर्न का उपयोग केवल बिना किसी ऑफ{6}एक्सिस बल वाले फ्लैट{5}बॉटमी डाइज़ के लिए किया जाना चाहिए। 80% इन्फिल घनत्व से ऊपर जाने से अतिरिक्त प्रिंट समय के सापेक्ष घटती ताकत का पता चलता है।

4. क्या 3डी मुद्रित डाई मशीनीकृत स्टैम्पिंग डाई से सस्ती है?

100 भागों से कम के उत्पादन के लिए, पॉलिमर 3डी मुद्रित डाई की लागत प्रतिस्थापन सहित कुल मिलाकर लगभग $35{9}}150 होती है, जबकि पारंपरिक रूप से मशीनीकृत टूलींग के लिए $500-2,000+ होती है। ब्रेकईवन बिंदु आम तौर पर डाई सामग्री और प्रतिस्थापन आवृत्ति के आधार पर 50 और 200 भागों के बीच आता है। धातु -प्रिंटेड डाई ($300-600) बीच का रास्ता अपनाते हैं, 100-10,000 पार्ट रन के लिए लागत प्रभावी हो जाते हैं, जहां वे पॉलिमर डाई के प्रतिस्थापन चक्र और पारंपरिक मशीनिंग के लंबे समय दोनों को समाप्त कर देते हैं। 10,000 भागों से परे, पारंपरिक टूलींग आमतौर पर प्रति-भाग अर्थशास्त्र पर जीत हासिल करती है।

5. 3डी प्रिंटेड डाई का उपयोग करते समय आप स्प्रिंग की भरपाई कैसे करते हैं?

स्प्रिंग{0}बैक कंपंसेशन के लिए डाई ज्योमेट्री को अधिक से अधिक मोड़ने की आवश्यकता होती है ताकि शीट मेटल प्रेस विज्ञप्ति के बाद वापस लक्ष्य कोण पर आराम कर सके। पॉलिमर डाई के साथ सबसे तेज़ दृष्टिकोण पुनरावृत्त है: प्रिंट करें, एक परीक्षण भाग बनाएं, वास्तविक स्प्रिंग विचलन को मापें, उस राशि से सीएडी मॉडल को समायोजित करें, और पुनर्मुद्रण करें। चूँकि पॉलिमर डाइज़ की लागत केवल कुछ डॉलर होती है और प्रिंट घंटों में होता है, इसलिए एकाधिक पुनरावृत्तियाँ व्यावहारिक हैं। धातु मुद्रित डाइस के लिए, पहले पॉलिमर में स्प्रिंग बैक कंपंसेशन को मान्य करें, फिर सही ज्यामिति को धातु प्रिंट पर लागू करें। महत्वपूर्ण लोचदार पुनर्प्राप्ति पर काबू पाने के लिए उच्च शक्ति वाली सामग्रियों को 73-78 डिग्री के डाई कोण की आवश्यकता हो सकती है।