Partes plásticas industriales complejas fabricadas por fundición al vacío
Componentes de PU similares al nylon con características profundas y múltiples direcciones de mecanizado
Algunas piezas plásticas industriales son difíciles de fabricar no por su tamaño general, sino porqueMuchas características funcionales se concentran en un componente compacto.
Este proyecto incluyó una pieza de equipo industrial personalizada con varias interfaces cilíndricas, aberturas profundas, costillas de refuerzo, elementos laterales, áreas de montaje,y diferencias significativas en la altura de las características.
El cliente requería aproximadamente20 partes para la evaluación de la ingeniería en Europa.
Si todos los componentes fueran producidos mediante mecanizado CNC, la misma estrategia de mecanizado de múltiples lados tendría que repetirse en todo el lote completo.más reposicionamiento, y más desafíos de acceso a herramientas.
Por lo tanto, hemos seleccionadocon un contenido de aluminio superior o igual a 10%,.
La geometría compleja se estableció primero en el patrón maestro, se transfirió a herramientas de silicona y luego se reprodujo como un lote de bajo volumen.
Resumen del proyecto
| Punto de trabajo | Detalles del proyecto |
| Aplicación | Equipo industrial |
| Tipo de pieza | Componente estructural de plástico complejo |
| Cantidad | Aproximadamente 20 piezas. |
| Proceso | Fusión al vacío / Fusión de uretano |
| El material | Polyuretano similar al nylon (PU) |
| Geometría clave | Aberturas profundas, costillas y características multidireccionales |
| Objetivo de desarrollo | Evaluación de ingeniería |
| Destinado | El Consejo Europeo |
La dificultad de la fabricación proviene de los cambios de dirección
Este componente contiene varias zonas funcionales que no pueden ser alcanzadas todas de manera eficiente desde una dirección de mecanizado.
Una característica cilíndrica alta se eleva desde el centro de la pieza. Varias aberturas inferiores se colocan alrededor de la base, mientras que otras características se extienden hacia los lados o están parcialmente rodeadas de costillas.
Esto crea tres desafíos prácticos CNC.
Configuraciones múltiples
Diferentes características requieren acceso desde diferentes direcciones.
El mecanizado de la base no permite el acceso automático a las estructuras laterales o a las zonas cilíndricas más profundas, por lo que puede ser necesario reposicionar la pieza varias veces.
Grandes diferencias de altura
La diferencia entre la característica cilíndrica superior y las áreas estructurales inferiores afecta el alcance de la herramienta y la estrategia de mecanizado.
Para algunas regiones pueden ser necesarias herramientas más largas, mientras que la geometría circundante puede restringir la ruta de corte.
Acceso restringido a las herramientas
Las costillas, las aberturas profundas y las estructuras adyacentes pueden hacer que ciertas superficies sean difíciles de alcanzar sin orientaciones adicionales o herramientas especiales.
Por una parte, este es un problema de mecanizado.
Para 20 partes idénticas, se convierte en unproblema de costos de fabricación repetido.
El verdadero costo es a menudo el número de operaciones
Cuando se adquiere una pieza de plástico de bajo volumen, los clientes suelen comparar los precios unitarios.
Para la geometría compleja, eso es sólo una parte de la imagen.
Una ruta de mecanizado de varios ejes puede incluir:
- Preparación de los accesorios
- Reposicionamiento
- Control de datos
- Pistas de herramientas adicionales
- Herramientas de corte más largas
- Manejo por parte del operador
- Inspección intermedia
Si el componente necesita varias configuraciones, esas operaciones se repiten para cada pieza.
Para este proyecto, esa repetibilidad de la complejidad de mecanizado fue una de las principales razones para considerar una ruta de fabricación diferente.
Mover la complejidad al patrón maestro
La fundición al vacío cambia la estrategia de producción.
En lugar de mecanizar la geometría compleja completa repetidamente, el esfuerzo se concentra en un patrón maestro calificado.
La ruta es:
El patrón maestro complejo
- ¿ Qué?Herramientas de silicona
- ¿ Qué?Fusión de poliestireno similar al nylon
- ¿ Qué?Componentes repetidos
Una vez que el molde de silicona captura la geometría, las partes posteriores pueden reproducir las mismas características cilíndricas, costillas, áreas empotradas,y transiciones de altura sin repetir la secuencia CNC multi-direccional completa.
Aquí es donde la fundición de uretano puede ser útil parapiezas de plástico complejo de bajo volumen.
El principal beneficio no es simplemente un menor coste de herramientas.
Es la capacidad decambiar la geometría repetida del mecanizado a la herramienta de replicación temporal.
Herramientas de silicona para características difíciles de acceder
Los moldes de silicona proporcionan flexibilidad que las herramientas rígidas no.
Para piezas adecuadas, esto puede ayudar a reproducir ciertos recortes locales, proyecciones y características multidireccionales mientras se mantiene el componente como una estructura integrada.
Para esta parte industrial, la planificación del molde debía tener en cuenta:
- Las demás piezas del tipo utilizado
- Aberturas profundas
- Refuerzo de las costillas
- Geometría de cara lateral
- Proyecciones locales
- Dirección de desmoldado
Por lo tanto, la estrategia de separación y liberación del molde siguió siendo una consideración importante de la FDM.
La fundición al vacío puede reducir las operaciones CNC repetidas, pero todavía requiere un diseño de molde reflexivo para reproducir una geometría compleja de manera consistente.
Por qué era adecuado el poliestireno similar al nylon
El cliente requería un comportamiento material similar al del nylon para las piezas de evaluación de ingeniería.
A. NoResina de poliuretano de fundición similar al nylonse seleccionó para proporcionar un equilibrio práctico de:
- Durabilidad
- Flexibilidad moderada
- Resistencia al impacto
- Resistencia estructural
- Buena reproducción de los detalles
Este material era adecuado para la fase de evaluación actual del cliente y permitía reproducir la geometría compleja mediante herramientas de silicona.
El PU similar al nylon no es lo mismo que el PA6 o el PA66 de producción.
Si los ensayos posteriores dependen de propiedades específicas del nylon, como resistencia al desgaste, rendimiento a temperaturas elevadas, resistencia química o carga a largo plazo,Pueden exigirse piezas fabricadas con el material de producción especificado.
Por qué es importante la cantidad de 20 partes
La cantidad por sí sola no determinó el proceso.
Veinte simples bloques de plástico todavía podrían ser ideales para el mecanizado CNC.
Este proyecto fue diferente porque los 20 componentes combinados:
Direcciones de mecanizado múltiples
- Geometría profunda
- Grandes diferencias de altura de las características
- Acceso restringido a las herramientas
- Repetidas partes idénticas
Esa combinación hizo que el mecanizado CNC repetido fuera menos eficiente.
La fundición al vacío proporcionó una ventana de fabricación práctica entre el mecanizado de una sola vez y la herramienta de producción.
Para el cliente, el ahorro se debió a la reducción de los trabajos de montaje y mecanizado repetidos en todo el lote completo.
Partes para la evaluación de la ingeniería
Los aproximadamente 20 componentes fueron necesarios para el trabajo de desarrollo de productos del cliente en Europa.
El objetivo era obtener piezas físicas que pudieran utilizarse para:
- Revisión de ingeniería
- Verificación del montaje
- Evaluación de la instalación
- Evaluación estructural
- Pruebas internas
- Confirmación del diseño
En esta fase, el cliente necesitaba más de un modelo de demostración, pero el proyecto aún no requería herramientas de producción.
Aquí es donde la fundición de uretano de bajo volumen puede proporcionar valor para el desarrollo de equipos industriales.
Elegir el proceso basado en la geometría
Este proyecto demuestra un importante principio de fabricación:
El mejor proceso está determinado por la geometría que debe repetirse, no sólo por la cantidad.
El mecanizado CNC sigue siendo la mejor opción cuando se requiere material de ingeniería real, tolerancias más estrictas o propiedades mecánicas específicas.
La fundición al vacío se vuelve atractiva cuando un componente de bajo volumen combina una geometría compleja, configuraciones repetidas, tolerancias adecuadas y propiedades de material simuladas aceptables.
Para este proyecto, esas condiciones se alinearon.
Fusión al vacío para piezas de equipos industriales complejos
YS Precisión apoyafundición al vacío y fundición con uretano para componentes de equipos industriales complejos y piezas de plástico de bajo volumen, incluidas las piezas con:
- Orientaciones de múltiples características
- Geometría de relieve profundo
- Interfaces cilíndricas
- Refuerzo de las costillas
- Grandes diferencias de altura
- Difícil acceso a las herramientas CNC
Envíanos suArchivos CAD 3D, cantidad, material de producción previsto, dimensiones críticas y requisitos de ensayo.
Podemos revisar la geometría y determinar si la fundición al vacío, el mecanizado CNC u otro proceso de fabricación de bajo volumen proporciona la ruta más adecuada.
Para piezas complejas, la selección del proceso debe centrarse en cómo se fabricará la geometría repetidamente, no simplemente en cómo se puede hacer un prototipo.