3B Baskı, Enjeksiyon Kalıplamada Verimlilik Sağlıyor
Plastik üretim dünyasında, 3D baskı ile üretilen parçalar ve plastik enjeksiyonla kalıplanan parçalar arasında kesin bir çizgi vardı.
Ancak son yıllarda, daha fazla enjeksiyon kalıpçısı yalnızca 3D baskının prototip parça veya düşük hacimli üretimlerdeki değerini görmekle kalmayıp aynı zamanda kendi üretim süreçlerinde verimlilik sağlamak için de kullandıkları için bu çizgi giderek bulanıklaşıyor. 3D baskının enjeksiyon kalıplama sonuçlarını iyileştirmek için kullanımı her zaman yaygın bir uygulama olmasa da, PCI’nin ileri görüşlü mühendisleri, katkılı kalıplamanın makine fonksiyonelliğini artırmada önemli bir rol oynadığı alanları belirlediler.
Bu yenilikçi uygulamaların ayrıntılarına geçmeden önce, 3D baskı ile enjeksiyon kalıplama arasındaki temel farkları özetleyeceğim.
3D baskı, parçaların genellikle plastik tabakanın katman katman oluşturulmasıyla üretilmesini sağlayan bir katkılı imalat yöntemidir. Bu süreç gerçek zamanlı olarak izlenebilir ve bu da genellikle prototip geliştirme ve parça nitelendirme aşamasında faydalıdır.
3D baskı genellikle şu amaçlarla kullanılır:
- Bir parçanın birkaç saat içerisinde veya az sayıda parçanın günler/haftalar içinde hızlı hazırlanması
- Düşük hacimli üretim serileri (<100 ila 1000’lerce parça arasında)
- Hâlâ değişken olan veya sık sık değişiklik yapılan tasarımlar
- Aksi halde üretimi zor olan küçük parçalar veya bileşenler
Enjeksiyon kalıplama ise çelik veya alüminyum kalıplar kullanılarak, erimiş plastik malzemenin kalıba akıtılıp soğutulmasıyla bitmiş parçanın üretildiği bir yöntemdir.
Enjeksiyon kalıplama en çok şuralarda kullanılır:
- Daha uzun teslimat süreleri (5 hafta veya daha fazla)
- Yüksek hacimli üretim (1.000+ parça)
- Prototipleme sürecinde nitelendirilmiş ve test edilmiş parçalar
- Her boyutta parça
- Her seviyede karmaşıklık
Tasarım aşamasından üretime kadar enjeksiyon kalıplama sürecinin kapsamlı adımlarını Injection Molding 101 Rehberimizde öğrenin.
Enjeksiyon kalıplama süreci PCI’nin tesislerinde temel olarak uygulanan yöntem olsa da, ekip test edilmesi, pazarlanması ya da kısa vadeli veya düşük üretim ihtiyaçları için prototip kalıp ortaklarıyla birlikte çalışarak bileşenler üretmektedir. Buna ek olarak, PCI’nin mühendislik ekibi, özellikle şirketin süreç verimliliğini ve makine işlevselliğini artırmak için şirket içinde 3D baskı kullanımının iyileştirmeler sunabileceği pek çok alan belirlemiştir.
Mühendislik Müdürü Kurt Behrendt ile bir araya gelip PCI’nin yenilikçi 3D baskı uygulamalarını nasıl kullandığını konuşma fırsatı buldum.
S. PCI iş süreçlerini desteklemek için 3D baskıyı ne zaman kullanmaya başladı?
C. PCI, 2009 yılından beri 3D baskı kabiliyetine sahip. 2019 yılında ise PCI, MarkForged Mark Two 3D yazıcı satın alarak bu kabiliyetlerini genişletti.
S. 3D baskının başlıca avantajları ve yeteneklerinden bazıları nelerdir?
C. -Konsept kanıtı örneklerinin hızlı ve maliyet etkin bir şekilde üretilmesi imkanı
-İmalata yönelik fikir/test tasarımının denenebilmesi
-Farklı ölçüm ve üretim ihtiyaçlarını desteklemek için fikstürler, braketler, bağlantı mekanizmaları ve hatta izolatör blokları üretme imkanı
S. 3D baskının başlıca kısıtlamaları nelerdir?
C. MarkForged Mark Two yazıcı çoğu ihtiyacımızı karşılıyor; ancak, katkılı üretim için her zaman uygun bir çözüm değil. PCI, katkılı üretim yoluyla düşük hacimli üretim ihtiyaçlarını karşılamak adına güvenilir hizmet sağlayıcıları ile ilişkiler kurmuştur.
S. 3D baskı kullanılırken malzeme bazında hangi kabiliyetler ve sınırlamalar mevcut?
C. MarkForged Mark Two, Onyx (Naylon) reçinesi ile baskı yapar. Ayrıca, Onyx malzemesiyle farklı örgü teknikleri ile lifler (karbon, Kevlar, cam) dokuyabilmektedir ve bu da işlevsel özellikleri artırır. Bu, mühendislerimizin mukavemet, aşınma veya sıcaklık gibi faktörlerin diğer 3D baskı yöntemlerini zorlayabileceği alanlarda yaratıcı çözümler geliştirmesini sağlar.
S. PCI’nin 3 boyutlu baskıyı uygulamaya koyduğu bazı spesifik yollar/projeler nelerdir?
C. Müşterilerimizin çoğu zaten 3D baskı yeteneklerine sahip. Yine de parça ve kalıp tasarımı incelemeleri için kavramsal numuneler basıyoruz, ancak 3D baskı otomasyon konseptleri, kalite planlaması, ölçüm aparatları, yalıtım blokları, kaplinler vb. dahil olmak üzere birçok başka uygulama için de kullanılıyor.
Mark Two’nun satın alınmasından bu yana, 3D baskı, yapısal örgü teknikleriyle, metrologi için CMM’de ve diğer ölçüm cihazlarında parçaları tutmak amacıyla kullanılan yuvalarımızın birçoğunu inşa etmek için kullanılmaktadır. Burada parçanın kısıtlanması, hassasiyetin artmasına ve GR&R sonuçlarının iyileşmesine olanak sağlıyor.
3D baskı, robotik uygulamalar için uç kol ekipmanlarında da kullanılmaktadır. Özel parça tutucuları, yalıtım blokları ve hatta kaplinler hızlı ve uygun maliyetle basabiliyoruz. Yakın zamanda, 3D baskı ile üretilen bir blok, 300F kalıp yüzeyinden yeterince yalıtım sağlayarak mühendislerimizin daha düşük sıcaklıkta ve daha dayanıklı sensörler belirlemesine olanak tanıdı.
S. Müşteriler için parça üretim verimliliği yaratmak amacıyla 3D baskıyı hiç kullanıyor musunuz?
C. Evet, ancak bu, en çok DFM sürecinin başında yapıldığında fayda sağlıyor. Üretim için tasarım sürecinde, PCI genellikle müşterilerin kendi uygulamalarında değerlendirebilmesi için alternatif geometrilerle numuneler basıyor. Bu numuneler, üretimin tüm süresi boyunca (daha basit, daha dayanıklı kalıplama, çevrim süresi azalması ve/veya gelişmiş kalite özellikleri gibi) verimlilik artışlarına yol açıyor. Deneyimlerime göre, iteratif ve işbirlikçi tasarım, genellikle daha bir üretim parçası üretilmeden en yüksek üretim verimliliğini sağlıyor.
S. İleride 3D baskı süreçlerinize nasıl daha fazla entegre edilebilir?
C. 3D baskı son beş yılda büyük bir gelişme gösterdi ve şimdi eklemeli imalat yoluyla birçok farklı malzeme ve uygulamayı uygun maliyetle destekleme yeteneğine sahip. PCI, bir çözüm sağlayıcı aracılığıyla bu ihtiyaçları karşılayabiliyor, ancak piyasada önemli bir ihtiyaç doğarsa eklemeli imalata yatırım yapma potansiyeli de bulunuyor.
S. 3D baskı yeteneklerini iyi anlayan bir enjeksiyon kalıpçısıyla çalışmak neden önemlidir?
C. PCI’nin deneyimine göre 3D baskı, diğer üretim süreçlerindeki maliyet ve teslim süresi kısıtlarını aşmaya yardımcı olarak fikir üretimini teşvik ediyor. Örneğin, ekibimiz artık, alüminyumdan işlenen fikstürlerin onda biri fiyatına kalite fikstürleri basabiliyor ve bu fikstürler bir gün içinde hazır oluyor. Eğer fikstür daha fazla mühendislik gerektirirse, tasarımı kolayca değiştirip bir gün içinde tekrar basabiliyoruz. Bu hız ve esneklik, mühendislerimizin maliyet kaygısı olmadan fikirleri hızla geliştirmelerine olanak tanıyor. Bu örnek ölçüm fikstürlerine özel olsa da, bu sınırsız konsept deneme süreci mühendislerin parça tasarımı, kalıplama ve robotik konulardaki müşteri sorunlarını çözmelerine yardımcı oluyor.
PCI’nın 3D baskıyı üretim süreçlerini geliştirmek için nasıl kullandığını öğrenmek ister misiniz? Ya da bu kaynağın karmaşık, kaliteli plastik parça ihtiyacınızı nasıl karşılayabileceğini? Bugün, deneyimli plastik mühendislerimizle iletişime geçin.
