Przyrządy i uchwyty – jak je ulepszyć za pomocą materiałów kompozytowych z włóknem węglowym?

Przyrządy i uchwyty to niezbędne narzędzia w każdej linii montażowej, laboratorium testowym czy warsztacie mechanicznym. W tym artykule przyjrzymy się bliżej produkcji oprzyrządowania i zastanowimy, jak możesz ulepszyć wytwarzanie, drukując je w 3D przy użyciu kompozytów z włókna węglowego.

Czym są przyrządy i uchwyty?

Zanim zagłębimy się w zalety druku 3D z materiałów kompozytowych, wyjaśnijmy, czym są przyrządy i uchwyty oraz dlaczego mogą one okazać się kluczowymi usprawnieniami wytwarzania części finalnych. To dzięki nim proces produkcyjny może okazać się bardziej wydajny, precyzyjny i bezpieczny.

Przyrządy (ang. jigs)

Przyrząd (np. do frezarki) to akcesorium wykonane na zamówienie, które zapewnia precyzję i powtarzalność w procesach ręcznych, takich jak wiercenie, spawanie i montaż. Podstawowym celem przyrządu jest utrzymanie powtarzalności podczas produkcji kolejnych części i zapewnienie, że każda z nich idealnie pasuje do pozostałych. Mówiąc prościej, przyrząd działa jak szablon, prowadząc narzędzie do właściwej pozycji na przedmiocie obrabianym.

Uchwyty (ang. fixtures)

Inaczej niż przyrządy, uchwyty służą do utrzymywania przedmiotu obrabianego w jednej pozycji podczas działania maszyn. Gwarantują, że detal pozostanie nieruchomy, co umożliwi dokładne działanie narzędzi. Mocowania są specjalnie zaprojektowane tak, aby pasowały do ​​określonej części lub kształtu, zapewniając trzymanie przedmiotu obrabianego w pozycji i orientacji wymaganej w procesie produkcyjnym. Przykładem sytuacji, w której jest to niezbędne, jest frezowanie i obróbka CNC.

Druk 3D – idealne rozwiązanie dla produkcji przyrządów i uchwytów

Zarówno przyrządy jak i uchwyty są rozwiązaniami narzędziowymi dostosowanymi do indywidualnych potrzeb zakładów. Często muszą spełnić rygorystyczne wymagania, na co doskonałą odpowiedzią jest ich produkcja w druku 3D. Oto niektóre obszary produkcji uchwytów i przyrządów, w których zalety druku 3D są najbardziej widoczne.

• Szybki czas realizacji. Kolejne wersje projektu można tworzyć szybko, co pozwala na skuteczne prototypowanie. Stworzysz nowe przyrządy i uchwyty lub dostosujesz istniejące.
• Wysoki stopień personalizacji. Drukując części 3D, masz swobodę projektowania w zakresie tworzenia niestandardowych przyrządów i uchwytów. Będą idealnie pasowały do produktu i procesu, pod kątem którego optymalizujesz.
• Oszczędność w przypadku produkcji niskoseryjnej. Tradycyjne metody produkcji mogą być kosztowne w przypadku produkcji małych ilości specjalistycznych narzędzi. Ponieważ druk 3D nie wymaga nowych form wtryskowych ani dedykowanych maszyn do każdego projektu, możliwa jest produkcja niewielkich ilości przyrządów i uchwytów za ułamek dotychczasowych kosztów.
• Zintegrowane i złożone projekty. Druk 3D umożliwia tworzenie takich elementów jak podcięcia, kanały wewnętrzne i tuleje zaciskowe o skomplikowanej geometrii. Mogą one być trudne lub niemożliwe do zrealizowania w przypadku tradycyjnej produkcji. Druk 3D pozwala na tworzenie przyrządów i uchwytów, w których priorytetem jest funkcjonalność, bez obaw o ograniczenia projektowe.
• Produkcja na żądanie. Zamiast utrzymywać ogromny zapas przyrządów i uchwytów do różnych zadań, producenci mogą utrzymywać bibliotekę cyfrową. Gdy potrzebne jest konkretne narzędzie, można je wydrukować na żądanie, redukując potrzebną przestrzeń magazynową i związane z nią koszty.

Jakie są zalety materiałów kompozytowych z włóknem węglowym stosowanych w produkcji przyrządów i uchwytów?

Kompozyty z dodatkiem włókna węglowego to klasa materiałów obejmujących cięte włókna węglowe osadzone w polimerze. Takie rozwiązanie ułatwia drukowanie, wykorzystując jednocześnie zalety każdego materiału. Oprócz wymienionych już korzyści drukowania 3D przyrządów i uchwytów materiały domieszkowane włóknem węglowym mają kilka dodatkowych cech, które świetnie predysponują je do wymagających zastosowań:

• Wysoka wytrzymałość. Części drukowane przy użyciu kompozytów z włókna węglowego charakteryzują się wysoką wytrzymałością, sztywnością i odpornością na ciepło, czyli wszystkimi niezbędnymi właściwościami narzędzi użytkowanych w warunkach komercyjnych.
• Niska waga. Włókno węglowe jest lekkie w porównaniu do materiałów o podobnych właściwościach użytkowych np. metali. Wyprodukujesz lżejsze narzędzia i osiągniesz większą wydajność na hali produkcyjnej.
• Trwałość i długowieczność. Wytrzymałość kompozytów z włókna węglowego gwarantuje, że przyrządy i uchwyty wytrzymają naprężenia w procesie produkcyjnym przez dłuższy czas w porównaniu do tych wykonanych z tradycyjnych materiałów.

Kompozytowe materiały do ​​druku 3D z dodatkiem włókna węglowego to nie tylko przelotny trend. Stanowią one znaczący krok naprzód w zakresie wydajności produkcji, dostosowywania parametrów materiałów i trwałości. Ponieważ przemysł na całym świecie docenia ich wartość, wkrótce staną się złotym standardem w produkcji przyrządów i uchwytów.

Przykłady przyrządów i uchwytów wykonanych w druku 3D

Druk 3D z kompozytów węglowych sprawdzi się do wykonania wielu części potrzebnych w obróbce i produkcji. Podajemy dwa przykłady konkretnych zastosowań sprawdzonych przez klientów UltiMaker.

Uchwyt spawalniczy

Spawanie często wymaga niestandardowych uchwytów, które łączą elementy przed procesem spawania. Oprawy te można łatwo zaprojektować w programie CAD i wydrukować w 3D. Tym sposobem zminimalizujesz czas pracy i zapewnisz jednocześnie ścisłe dopasowanie elementów. Materiał Nylon Carbon Fiber jest idealnym wyborem do tego zastosowania ze względu na wysoką temperaturę gięcia pod wpływem ciepła i sztywność.

Matryca do gięcia

Matryce do gięcia są używane w połączeniu z prasą hydrauliczną do kształtowania i formowania części metalowych. W zależności od zadania części te mogą zostać wykonane w druku 3D. Zaletą będzie szybkie dostosowanie części w kolejnych zadaniach. Kompozyt z włókna węglowego to świetna opcja materiałowa ze względu na sztywność – utrzyma kształt pod ciśnieniem lepiej niż wiele innych polimerów.

Druk 3D w twojej firmie – zwiększ produktywność, obniż koszty produkcji

Oprzyrządowanie możesz teraz drukować w 3D przy użyciu inżynieryjnych materiałów kompozytowych za pomocą drukarek firmy UltiMaker. Produkcja przyrostowa umożliwia tworzenie narzędzi w krótszym czasie i po niższych kosztach niż konwencjonalne metody produkcyjne, bez strat jakościowych i wydajnościowych.

Sprawdź gamę dostosowanych do druku z materiałów domieszkowanych włóknem węglowym drukarek UltiMaker. Nasi konsultanci opowiedzą o zastosowaniach druku 3D, obliczą twój indywidualny zwrot z inwestycji i pomogą dobrać odpowiednie urządzenie.

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na temat zalet druku z materiałów kompozytowych i sposobów ich wykorzystania, skontaktuj się z ekspertami druku 3D już teraz.

Zgłoś się po darmowy wydruk testowy z drukarki UltiMaker