L'università ha utilizzato uno stampo stampato in 3D per lo stampaggio a iniezione

I ricercatori della Technical University of Freiberg e HolyPoly hanno testato stampi in resina stampati in 3D per lo stampaggio a iniezione di polimeri termoplastici riciclati.

In questo specifico caso d'uso, HolyPoly sta sviluppando una fibbia per zaino in PP riciclato. Lo stampaggio a iniezione richiede sempre uno stampo. Lo stampo può essere un grande investimento se il prototipo o i prodotti sviluppati non sono nella fase finale di progettazione. La stampa 3D degli stampi con resine termoresistenti può aiutare nella prototipazione iniziale del prodotto e nello stampaggio a iniezione in edizione limitata/a breve termine. Uno studio di Tillmann Böhme dell'Università di Freiberg e HolyPoly ha studiato l'uso di stampi stampati in 3D. Liqcreate Strong-X, e sono state selezionate tre resine concorrenti e ne sono state valutate le prestazioni come stampo

In questo studio sono stati valutati i seguenti punti.

• – Progettazione stampi
• – Durata degli stampi stampati in 3D e meccanismi di guasto
• – Resistenza meccanica delle parti
• – Campioni colore delle parti marmorizzate

Le parti sono state post-elaborate mediante un breve risciacquo in IPA, seguito da essiccazione su banco e post-polimerizzazione a 65°C per 120 minuti. Lo stress residuo e la deformazione sono stati misurati su una parte. Le prove di stampaggio a iniezione sono state eseguite su uno stampo stampato separatamente.

Lo stress residuo e la deformazione sono stati testati secondo VDI3405. Un campione di prova di 65 x 15 x 5 mm è stato posizionato sulla piastra di costruzione con un angolo di 10°C. Dopo la post-elaborazione e l'indurimento, è stata misurata la deformazione.

Figura 1: posizionamento dei campioni di prova per lo stress residuo e la deformazione sulla piastra di costruzione.

Dopo la post-elaborazione, la deformazione è stata misurata in millimetri. La differenza dal centro ai bordi è stata presa come misura per la deformazione. Con zero deformazione, la differenza dovrebbe essere zero millimetri. L'obiettivo è ottenere il minimo sforzo residuo, poiché ciò può causare il fallimento nel processo di stampaggio a causa di crepe nello stampo.

Figura 2: Immagine dell'estrema deformazione nella resina della concorrenza.

Secondo i ricercatori di Freiberg: "Strong-X ha mostrato la deformazione minima di un provino in conformità con VDI 3405”.

Dopo il test di sollecitazione residua e deformazione, è stato stampato e post-lavorato uno stampo per la serie di test di stampaggio a iniezione. Post-polimerizzazione decente e a longer i cicli di raffreddamento tra le iniezioni sono stati consigliati da Liqcreate. Questo è stato trovato in un precedente studio. Lo stampaggio a iniezione è stato eseguito su una macchina per lo stampaggio a iniezione di pistoni da banco. Le seguenti impostazioni/materiali sono stati utilizzati per lo stampaggio a iniezione.

• – materiale utilizzato Polipropilene riciclato
• – temperatura di iniezione – 200 °C
• – Ciclo di raffreddamento – da 3 a 4 min (iniezione a 60 °C di temperatura superficiale degli inserti)
• – numero di colpi in questa prova; > 15. (lo stampo era ancora buono per un ulteriore utilizzo)

Una foto dello stampo dopo il 15^th è stata scattata la foto e sono state misurate le dimensioni dello stampo. La lunghezza del bordo dell'inserto era nella stessa posizione di 85 mm. Questo era identico dall'inizio del processo.

Figura 3: stampo stampato in 3D Strong-X resina dopo 15 colpi di PP riciclato alla temperatura di iniezione di 200°C. Lo stampo è stato progettato da HolyPoly per il test funzionale del prototipo e il campionamento del colore.

Figura 4: 15^th parte in PP riciclato da stampo stampato in 3D.

I ricercatori stanno attualmente studiando l'uso esteso dello stampo e le migliori condizioni di lavorazione. Precedente studi by Liqcreate e partner hanno portato all'utilizzo di oltre 300 parti di successo. I ricercatori hanno concluso che.

• - Liqcreate Strong-X si comporta bene come uno stampo stampato in 3D, meglio delle resine della concorrenza comparabili.
• – Il restringimento dello stampo durante il processo di stampa 3D ha un effetto negativo sulla durata della vita a causa dello sviluppo di crepe. Pertanto è necessaria una resina a basso ritiro per gli stampi per stampaggio a iniezione stampati in 3D.
• – Per confrontare il ritiro di diverse resine, è stato scelto con successo il provino per le sollecitazioni residue e la deformazione. Strong-X ha mostrato la deformazione minima di un provino in conformità con VDI 3405.
• – Il meccanismo di guasto degli stampi in resina stampati in 3D era dovuto allo sfaldamento, che può essere evitato aumentando il tempo di post-indurimento.
• – Di conseguenza, è stato possibile produrre 30 pezzi in 15 cicli senza alcun cedimento dello stampo. L'uso prolungato è possibile, ma non testato.

Liqcreate Strong-X

Chi siamo Liqcreate Strong-X

Liqcreate Strong-X è uno dei materiali più resistenti disponibili sul mercato. La sua resistenza alla flessione di 135 MPa è paragonabile alle resine estere di cianato dual-cure leader del settore. Liqcreate Strong-X è facile da usare su tutte le stampanti 3D SLA e DLP open source nell'intervallo 385 – 405 nm e richiede solo la post-polimerizzazione UV. Questo materiale ha caratteristiche eccellenti come elevata resistenza, elevata rigidità e resistenza alle alte temperature che lo rendono ideale per lo stampaggio a iniezione e applicazioni pesanti.