3D-printen maakt productie van inserts voor matrijzen sneller en goedkoper

De Amerikaanse fabrikant van industriële computertomografie (CT) software Volume Graphics treedt toe tot een project rond rapid tooling van het Duitse Kunststoff-Institut. Het project is gericht op het sneller en goedkoper produceren van inserts voor matrijzen voor spuitgieten met behulp van 3D-printtechnieken.

3D-printen wordt onder meer gebruikt om onderdelen in kleine oplages te produceren en in korte tijd prototypes te kunnen printen. Ook bij de productie van inserts voor matrijzen kan additieve productie echter een rol spelen. “Inserts voor matrijzen staan in het tweede project van het Kunstoff-Institut centraal gezien hun kritieke belang in het versterken van onderdelen en/of inkapselen van geproduceerde componenten”, schrijft Volume Graphics in een persbericht. 

Sneller en goedkoper

De ontwikkeling van spuitgegoten onderdelen en inserts vereist in veel gevallen het in kleine oplages produceren van prototypes. Voor deze stap wordt op dit moment doorgaans een keuze gemaakt tussen twee methodes: de productie van prototypes via een snel proces dat lage kwaliteit onderdelen oplevert of een complexere methode waarbij het prototype in een aluminium matrijs wordt spuitgegoten. 

Binnen het project van het Kunstoff-Institut, een consortium van bedrijven dat in 1988 werd opgericht en vandaag de dag ruim 340 leden telt, wordt gewerkt aan een derde methode. Hierbij worden plastic matrijzen vervaardigd met behulp van een industriële 3D-printer, die hierdoor sneller kan worden vervaardigd dan een aluminium matrijs. Deze plastic matrijs wordt vervolgens gebruikt om prototypes te maken van traditionele plastic componenten met inserts. Het gebruik van plastic matrijzen is niet alleen sneller dan het gebruik van aluminium matrijzen, maar ook goedkoper. 

Niet-destructieve testen

Volume Graphics gaat zijn industriële CT-software beschikbaar stellen voor het project. CT-technologie wordt al langer gebruikt voor het inspecteren van gereedschappen en matrijzen, en maakt het mogelijk op niet-destructieve wijze geproduceerde componenten te testen. Zo kunnen door scans van componenten te vergelijken met de oorspronkelijke CAD-tekeningen met behulp van CT-software afwijkingen worden opgespoord die niet zichtbaar zijn voor het blote oog. 

In het specifiek stelt Volume Graphics de laatste versies van zijn CT-analysesoftware VGSTUDIO MAX en VGMETROLOGY beschikbaar. Deze softwaresuites bevatten de Manufacturing Geometry Correction module, die specifiek is ontworpen om afwijkingen op te sporen en te corrigeren. Indien tijdens een scan afwijkingen worden gedetecteerd kunnen deze met behulp van de module worden doorgezet naar het CAD-model, wat het mogelijk maakt de problemen te analyseren en relevante contouren aan te passen om het component correct te kunnen 3D-printen.

Ontwerp en 3D-printstrategie verbeteren

“Met onze Manufacturing Geometry Correction module hebben we de fundering gelegd voor veel nieuwe toepassingen in de productie van gereedschappen en matrijzen die voordeel kunnen halen uit de verbeterde snelheid en kwaliteit van additieve productie”, aldus Christof Reinhart, CEO van Volume Graphics. “Deze data kan erg waardevol zijn voor ontwerpers van gereedschappen, zowel om het ontwerp van de tool zelf als de 3D-printstrategie die wordt gebruikt voor de productie te verbeteren.”

“Samen met het Kunstoff-Institut en partners werken aan dit project is erg belangrijk voor ons”, licht Reinhart toe. “Want wij zijn ervan overtuigd dat industriële CT de toekomst van rapid tooling vooruit kan helpen. We houden additieve productie in het algemeen en rapid tooling in het specifiek al langer nauwlettend in de gaten en werken aan oplossingen om het het volume van prototypes, ontwerpsnelheid en algehele kwaliteit van producten en processen te verbeteren.”

Auteur: Wouter Hoeffnagel