用於工業陶瓷的3D打印定制耐火模具芯

Průmyslovákeramika 是中歐領先的陶瓷混合物和定制耐熱零件供應商之一。這家捷克公司從2016年開始採用傳統的生產方式,開始使用Ultimaker 3D打印機創建模具嵌件。這意味著耐火模具芯的製造速度可以提高五倍,成本僅為成本的10%,並且具有完美的可重複性。
Průmyslovákeramika譯為“工業陶瓷”,成立於1991年。其75名員工現在每年生產9500多噸陶瓷混合物和近1600噸異型件-年營業額為2.2億捷克克朗(980萬美元)。
該公司的成功在於對客戶要求的敏捷反應。陶瓷零件的每個訂單都是唯一的,需要獨特的模具設計。正是由於對持續定制的需求,他們的生產團隊才考慮採用增材製造技術。
精確的定制工業製造

模具通常由鋼外殼製成,鋼外殼形成外形。然後,型芯插入件定義了重要的內部和功能細節,例如凹槽,孔和曲線。這些配件通常是複雜的形狀,必鬚根據精確的客戶規格進行設計和製造。過去,這種內部形狀是使用木材或金屬嵌件創建的。但是這些都需要手工木工或CNC加工-這些過程既耗時又昂貴。例如,一個木製插入物的價格可能高達20,000捷克克朗(895美元),並且要花費30多個小時才能雕刻。

成品:由鋼製模具殼和3D打印模具芯製成的陶瓷耐火零件

在2013年期間,管理團隊試行了3D打印項目,以加快模俱生產,但是他們遇到了第一台3D打印機的麻煩。Průmyslovákeramika的常務董事Jakub Cvilinek說:“我們正在努力應對極端的打印機不良行為。只有大約30%的打印成功,其餘的都是浪費的。即使有了這種經驗,我們仍然相信3D打印。這真是太好了技術對我們仍然有利–我們只是選擇了錯誤的打印機。”

使用Ultimaker 3D打印機重塑模具製造工作流程

在2016年,Průmyslovákeramika選擇了最合適的3D打印機: Ultimaker 3 Extended。最終,該公司找到了可靠且專業的3D打印解決方案。兩年後,Jakub Cvilinek 在其工具箱中添加了新的 Ultimaker S5,可提供相同的打印質量,但在更易用的用戶界面後面具有更大的構建量。
隨著團隊利用3D打印來製造型芯和模具嵌件,該技術的優勢應運而生:精確,快速和可重複的生產–以及幾乎完全自由的零件設計自由度。最棒的是,該解決方案比以前的流程便宜得多。

Ultimaker S5旁邊的Jakub Cvilinek董事總經理,它可以更快,更實惠,可重複地製造型芯

對於3D打印模具芯,Průmyslovákeramika僅使用 PLA材料, 因為它易於使用且玻璃化轉變溫度低。這是因為許多核心部件和嵌件一直埋在陶瓷材料中,直到燒成為止。然後,在高於900°C的溫度下,可以輕鬆,完全地從模具中取出PLA。
該公司有兩名操作員,負責監督生產零件的3D打印,這些零件是由其工程部門使用Autodesk Inventor和AutoCAD設計的。

3D打印加速並促進生產

Jakub Cvilinek回憶說:“ Ultimaker 3 Extended和S5為我們帶來了可觀的節省和加速的生產,以及生產以前不可能的形狀的能力。”
在Průmyslovákeramika,事實證明3D打印是製造過程中的重要資產。現在,與傳統工藝相比,所需零件的製造速度大約快了五倍,便宜了十倍。例如,用於3D打印工業燃燒器中的空氣和氣體混合器的型芯的材料僅需花費300捷克克朗(13.43美元)。這意味著陶瓷專家僅用了幾個月的時間就可以用Ultimaker 3D打印機的初始購買成本獲得ROI。

3D打印模具插件提供了更大的設計自由度,甚至使脫模更加容易

通過減少對CNC銑床的依賴,該公司還節省了用工成本。現在,它得益於現場生產,快速原型製作,較長的正常運行時間以及(必要時)可重複生產。

結論:3D打印提供了更高的設計自由度

對於Prmymyslovákeramika,Ultimaker 3和Ultimaker S5的加入改變了他們的定制製造工作流程。現在,他們對生產滿足或超過客戶需求的零件的能力充滿信心。Jakub Cvilinek添加:「一些傳統的耐火材料特別複雜的型芯形狀要么無法製造,要么成本太高。借助3D打印,我們可以自己準備它們。」