چگونه می توان از چاپ سه بعدی برای کمک به توسعه قالب های تزریق الکترونیکی استفاده کرد؟

一 ، تأیید طراحی: تکرار شتاب از مفهوم به شی فیزیکی
1. تأیید نمونه سازی سریع چرخه توسعه را کوتاه می کند
توسعه قالب سنتی نیاز به چرخه ای از "اصلاح قالب آزمایشی پردازش طراحی" دارد ، در حالی که هر مرحله 7- 10 روز. 3} D چاپ را با تولید مستقیم نمونه های کاربردی ، چرخه تأیید را به مدت 24 ساعت فشرده می کند. یک پروژه شماره گیری ساعت هوشمند از چاپگر Multi Multi Stratasys J850 برای تکمیل تولید نمونه اولیه از جمله پنجره های شفاف و نوارهای تزئینی فلزی در طی 12 ساعت استفاده می کند که 8 برابر سریعتر از ماشینکاری سنتی CNC است. این نمونه اولیه به طور مستقیم برای آزمایش ساختاری مورد استفاده قرار گرفت و 3 مسئله تداخل را شناسایی کرد و از از بین رفتن تقریباً 120000 یوان از اصلاح قالب های بعدی جلوگیری کرد.
2. تأیید امکان سازه های پیچیده
قالب های محصول الکترونیکی غالباً شامل طرح های پیچیده ای مانند ریزساختار و کانال های جریان نامنظم. 3 d چاپ می تواند مدل های فیزیکی 1: 1 را برای شبیه سازی کانال ایجاد کند. در توسعه قالب پا عینک AR ، مهندسان سه شکل مختلف صلیب-} شکل بخش کانال های جریان را از طریق چاپ سه بعدی آزمایش کردند:
کانال دایره ای: زمان پر کردن 2.1 ثانیه ، اما خطوط همجوشی وجود دارد
کانال جریان ذوزنقه: زمان پر کردن 1.8 ثانیه ، خط جوش را 40 ٪ کاهش می دهد
کانال ورید برگ بیومیمی: زمان پر کردن 1.5 ثانیه ، بدون خط همجوشی و کاهش فشار 25 ٪
انتخاب نهایی طراحی کانال جریان بیومیمی عملکرد محصول را از 82 ٪ به 96 ٪ افزایش داد.
3. تأیید ترکیب چند ماده
محصولات الکترونیکی مدرن لاغری را دنبال می کنند ، و قالب ها باید چندین ویژگی ماده را ادغام کنند. 3 چاپ چاپ پشتیبانی از شیب پلاستیک های مهندسی مانند PC/ABS ، PA12 ، TPU و غیره.
میزان انقباض 0.6 ٪ هنگامی که ضخامت دیوار 1.2 میلی متر است
میزان انقباض 0.85 ٪ در هنگام ضخامت دیوار 1.8 میلی متر است
میزان انقباض 1.1 ٪ هنگامی که ضخامت دیوار 2.5 میلی متر است
بر این اساس ، برای دستیابی به دقت بعدی 0.03 میلی متر پوند برای محصول ، مطابق با استانداردهای درجه یک حمل و نقل هوایی ، طراحی سطح فراق را بهینه کنید.
2 ، بهینه سازی ساختاری: از اجرای عملکردی گرفته تا دستیابی به موفقیت
1. سیستم خنک کننده کنفورماله باعث افزایش کارایی می شود
زمان خنک کننده 60 ٪ -70 ٪ از چرخه قالب سازی تزریق را تشکیل می دهد ، و سیستم خنک کننده مستقیم آب مستقیم دارای راندمان کم است -چاپ 2} D می تواند آبراه های مارپیچ و درختی را تولید کند و راندمان خنک کننده را 40 ٪ افزایش می دهد. پس از استفاده از چاپ سه بعدی Shanghai Yisu ، فناوری آبراهی آبراهی در قالب قاب یک تلفن همراه 5G خاص:
زمان خنک کننده از 18 ثانیه به 11 ثانیه کاهش می یابد
65 ٪ کاهش در جنگ و تغییر شکل محصول
طول عمر قالب از 300000 چرخه قالب به 800000 چرخه قالب افزایش یافته است
این فناوری ظرفیت تولید روزانه را از 48000 قطعه به 75000 قطعه افزایش داده است و میزان استفاده از تجهیزات 56 ٪ افزایش یافته است.
2. ساختار سبک وزن مصرف انرژی را کاهش می دهد
قالب های محصول الکترونیکی نیاز به تعادل قدرت و وزن دارند. فناوری بهینه سازی توپولوژی چاپ سه بعدی می تواند 30 ٪-} 50 ٪ مواد تحمل غیر بار را حذف کند. یک قالب لپ تاپ خاص A با استفاده از نرم افزار Altair Optistruct برای تولید یک ساختار دنده تقویت شده با لانه زنبوری بهینه سازی شد:
وزن 42 ٪ کاهش یافته است
25 ٪ افزایش در سفتی
فشار تزریق 18 ٪ کاهش یافته است
این طرح میزان مصرف انرژی یک دستگاه قالب گیری تزریق را از 12 کیلو وات به 9.5 کیلو وات کاهش می دهد و باعث صرفه جویی در بیش از 200000 یوان در هزینه برق سالانه می شود.
3. طراحی یکپارچه فرآیندهای مونتاژ را کاهش می دهد
قالب های سنتی به مونتاژ چندین قسمت نیاز دارند ، در حالی که چاپ سه بعدی می تواند به تولید یکپارچه برسد. یک قالب شارژ هدفون TWS 23 قسمت از جمله کشویی ، بالای شیب دار و پین اگزکتور را در 3 مؤلفه چاپ ادغام می کند:
زمان مونتاژ از 8 ساعت به 1.5 ساعت کاهش یافته است
خطای تحمل انباشته از 0.15 میلی متر به 0.03 میلی متر کاهش یافته است
میزان عبور تست آب بندی محصول از 92 ٪ به 99.5 ٪ افزایش یافته است
این طرح ظرفیت تولید روزانه را از 120000 قطعه به 180000 قطعه افزایش می دهد و تقاضای فروش سالانه 20 میلیون واحد را برآورده می کند.
3 ، برنامه های تولید انبوه: از پیشرفت های فناوری گرفته تا اجرای صنعتی
1. چاپ سه بعدی فلزی برای تولید مستقیم قالب ها
برای High - دقت و طولانی - قالبهای زندگی ، چاپ سه بعدی فلزی به کاربرد صنعتی دست یافته است. یک قالب پوسته الکترونیکی خاص پزشکی از تجهیزات EOS M 290 برای چاپ فولاد ابزار H13 استفاده می کند:
سختی به 52 ساعت می رسد
زبری سطح RA0.8 میکرومتر
بیش از 1.5 میلیون چرخه طول عمر
این قالب به طور مستقیم جایگزین ماشینکاری CNC سنتی می شود و چرخه توسعه را از 60 روز به 18 روز کوتاه می کند و 45 درصد هزینه ها را کاهش می دهد.
2. تولید ترکیبی هزینه-} اثربخشی را افزایش می دهد
برای قالب های تولید کم و متوسط ​​، می توان از حالت ترکیبی از "هسته چاپ سه بعدی+حاشیه پردازش سنتی" استفاده کرد. برای یک دستگاه پوشیدنی هوشمندانه قالب پوسته:
هسته تصویب مواد PA12 چاپ شده سه بعدی (هزینه 8000 یوان)
حفره از فولاد سنتی P20 ساخته شده است (هزینه 25000 یوان)
هزینه کل 60 ٪ در مقایسه با تمام قالب های فولادی کاهش می یابد
چرخه توسعه از 35 روز به 12 روز کوتاه شد
این مدل محصولاتی را با تولید سالانه کمتر از 500000 واحد از نظر اقتصادی امکان پذیر می کند.
3. ادغام سیستم های تولید دیجیتال
شرکتهای پیشرو ادغام عمیق سیستم های چاپ سه بعدی و MES را ایجاد کرده اند. یک شرکت تولید الکترونیکی خاص از طریق معماری زیر به دیجیتالی شدن فرایند کامل دست می یابد:
پایان طراحی: از نرم افزار NX برای طراحی قالب استفاده کنید و به طور خودکار ساختارهای پشتیبانی چاپ سه بعدی را تولید کنید
پایان تولید: HP Multi Jet Fusion 5200 دستگاه داده های چاپ را در زمان واقعی - بارگذاری می کند
پایان بازرسی کیفیت: اسکنر Zeiss Atos Q 3D به طور خودکار مدل های طراحی را مقایسه می کند
پایان مدیریت: سیستم SAP به صورت پویا برنامه های تولید را تنظیم می کند
این سیستم سرعت پاسخ توسعه قالب را سه بار افزایش داده و 99.2 ٪ در نرخ تحویل زمان {1} برای سفارشات به دست آورده است.
4 ، چالش های فنی و استراتژی های پاسخ
1. دستیابی به موفقیت در عملکرد مواد
The current 3D printing materials still have limitations in high temperature (>250 ℃) and high wear resistance (>500000 چرخه) سناریو. راه حل شامل:
تولید مواد کامپوزیت تقویت شده نانو (مانند فیبر کربن/PA12)
چاپ قالب های فلزی با استفاده از فناوری ذوب لیزر (SLM)
استفاده از رسوب بخار فیزیکی (PVD) فناوری تصفیه سطح
2. سیستم کنترل دقیق
دقت بعدی قالب های چاپ سه بعدی برای برآورده کردن نیازهای صنعت الکترونیک باید به 0.02 میلی متر پوند برسد. پیشنهاد ایجاد:
سه بازرسی آنلاین دستگاه اندازه گیری مختصات (CMM)
سیستم کنترل حلقه بسته برای فرآیند چاپ
پردازش دقیق ماشینکاری دقیق (مانند آسیاب میکرو ، ماشینکاری تخلیه الکتریکی)
3. تنظیم استاندارد صنعت
در حال حاضر ، فقدان استانداردهای یکپارچه برای قالب های چاپ سه بعدی وجود دارد که منجر به کیفیت ناهموار می شود. نیاز به ارتقا:
بهبود سیستم استاندارد بین المللی ISO/ASTM
ایجاد سیستم صدور گواهینامه صنعت (مانند صدور گواهینامه UL)
ارتقاء استانداردهای کنترل داخلی برای شرکتها (مانند نیاز هواوی برای عمر قالب بیشتر از یا برابر با 1 میلیون چرخه قالب)