Die Universität verwendete eine 3D-gedruckte Form für den Spritzguss

Forscher der Technischen Universität Freiberg und von HolyPoly testeten 3D-gedruckte Harzformen für den Spritzguss von recycelten thermoplastischen Polymeren.

In diesem speziellen Anwendungsfall entwickelt HolyPoly eine Rucksackschnalle aus recyceltem PP. Spritzgießen erfordert immer eine Form. Die Form kann eine große Investition sein, wenn sich der entwickelte Prototyp oder die Produkte noch nicht in der endgültigen Designphase befinden. Der 3D-Druck der Formen mit wärmebeständigen Harzen kann beim frühen Produkt-Prototyping und beim Spritzguss in limitierter Auflage / Kleinauflage helfen. Eine Studie von Tillmann Böhme von der Universität Freiberg und HolyPoly untersuchte den Einsatz von 3D-gedruckten Formen. Liqcreate Strong-X, und drei Mitbewerberharze wurden ausgewählt und ihre Leistung als Form wurde bewertet

Die folgenden Punkte wurden in dieser Studie bewertet.

• - Formendesign
• – Lebensdauer der 3D-gedruckten Formen und Ausfallmechanismen
• – Mechanische Festigkeit der Teile
• – Farbmuster der marmorierten Teile

Die Teile wurden nachbearbeitet, indem sie kurz in IPA gespült wurden, gefolgt von Trocknen auf der Bank und Nachhärten bei 65°C für 120 Minuten. Restspannung und Verzug wurden an einem Teil gemessen. Auf einer separat gedruckten Form wurden Spritzgussversuche durchgeführt.

Die Eigenspannung und der Verzug wurde gem VDI 3405. Ein Testmuster von 65 x 15 x 5 mm wurde in einem Winkel von 10 °C auf die Bauplatte gelegt. Nach der Nachbearbeitung und Aushärtung wurde der Verzug gemessen.

Abbildung 1: Positionierung der Testmuster für Restspannung und Verzug auf der Bauplatte.

Nach der Nachbearbeitung wurde der Verzug in Millimetern gemessen. Als Maß für den Verzug wurde die Differenz von der Mitte zu den Rändern genommen. Bei null Verzug sollte der Unterschied null Millimeter betragen. Ziel ist es, die geringste Restspannung zu erhalten, da dies zu einem Versagen des Formprozesses durch Risse in der Form führen kann.

Abbildung 2: Bild des extremen Verzugs im Harz eines Mitbewerbers.

Laut den Freiberger Forschern: "Strong-X zeigte den geringsten Verzug eines Prüfkörpers nach VDI 3405“.

Nach dem Eigenspannungs- und Verzugstest wurde eine Form für die Spritzgussversuchsreihe gedruckt und nachbearbeitet. Ordentliches Nachhärten und a longer von Kühlzyklen zwischen den Injektionen wurde abgeraten Liqcreate. Dies wurde in einem früheren gefunden Studie. Das Spritzgießen wurde auf einer Benchtop-Kolbenspritzgießmaschine durchgeführt. Die folgenden Einstellungen/Materialien wurden für das Spritzgießen verwendet.

• – verwendetes Material recyceltes Polypropylen
• – Einspritztemperatur – 200 °C
• – Kühlzyklus – 3 bis 4 min (Einspritzen bei 60 °C Oberflächentemperatur der Einsätze)
• – Anzahl der Schüsse in diesem Test; > 15. (Form war noch gut zur weiteren Verwendung)

Ein Bild der Form nach dem 15^th Schuss wurde genommen und die Formabmessungen wurden gemessen. Die Kantenlänge des Einsatzes betrug an der gleichen Position 85 mm. Dies war von Beginn der Studie an identisch.

Abbildung 3: 3D-gedruckte Form in Strong-X Harz nach 15 Schüssen aus recyceltem PP bei 200°C Einspritztemperatur. Die Form wurde von HolyPoly für funktionale Prototypentests und Farbmuster entworfen.

Abbildung 4: 15^th recyceltes PP-Teil aus 3D-gedruckter Form.

Die erweiterte Nutzung der Form und die besten Verarbeitungsbedingungen werden derzeit von den Forschern untersucht. Vorherige Es wurden Studien by Liqcreate und Partnern resultierte der Einsatz von mehr als 300 erfolgreichen Teilen. Das schlossen die Forscher.

• - Liqcreate Strong-X schneidet als 3D-gedruckte Form gut ab, besser als vergleichbare Konkurrenzharze.
• – Das Schrumpfen der Form während des 3D-Druckprozesses wirkt sich durch Rissbildung negativ auf die Lebensdauer aus. Daher wird für 3D-gedruckte Spritzgussformen ein Harz mit geringer Schrumpfung benötigt.
• – Um die Schwindung verschiedener Harze zu vergleichen, wurde die Probe für Eigenspannungen und Verzug ausgewählt und erfolgreich. Strong-X zeigte den geringsten Verzug eines Prüfkörpers nach VDI 3405.
• – Der Versagensmechanismus von Harz-3D-gedruckten Formen war auf Abplatzungen zurückzuführen, die durch eine längere Nachhärtezeit vermieden werden können.
• – Dadurch konnten 30 Teile in 15 Zyklen ohne Werkzeugbruch hergestellt werden. Eine erweiterte Nutzung ist möglich, aber nicht getestet.

Liqcreate Strong-X

Über uns Liqcreate Strong-X

Liqcreate Strong-X ist eines der stärksten Materialien auf dem Markt. Seine Biegefestigkeit von 135 MPa ist vergleichbar mit branchenführenden Dual-Cure-Cyanatesterharzen. Liqcreate Strong-X ist einfach auf allen Open-Source-SLA- und DLP-3D-Druckern im Bereich von 385 – 405 nm zu verwenden und erfordert nur eine UV-Nachhärtung. Dieses Material hat hervorragende Eigenschaften wie hohe Festigkeit, hohe Steifigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit, was es ideal für Spritzguss- und Hochleistungsanwendungen macht.