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“能夠3D打印一個全新的模具，對于產(chǎn)品小的改變和調(diào)整來說是一個非常大的優(yōu)勢。對我們來說，可以達到±0.1mm的精度也很棒。我們做了以前做不到的事情，而且數(shù)量正在穩(wěn)步增加。

Brian Baer， 工程師

Kastalon 將 3D 打印與傳統(tǒng)加工相結(jié)合

“直到我找到 Formlabs，看到各種材料可以承受高溫并能做非常具體的事情，我才意識到這臺打印機實際上可以應(yīng)用于我們所做的各種事情。”

Brian Baer， 工程師

Form 3L到達了 Kastalon 辦公室后，需要經(jīng)過一些測試才能讓每個人都加入進來。起初，同事們對可能的材料和精度持懷疑態(tài)度，直到Baer打印了幾件測試件?！拔医o機加工車間打印了一個零件，他們做了RA表面粗糙度測試。店長非常滿意，它能與我給他的規(guī)格相匹配，而且零件的光滑程度也很高，“Baer 說。

“當(dāng)我們有可以應(yīng)用3D打印的工作時，他是第一批建議使用3D打印技術(shù)的人之一。機械車間被大項目淹沒了——如果有什么小項目可以打印，他希望我們把它拿走”Baer 說。

3D打印為聚氨酯零件的成型開辟了新的可能性。Kastalon 的工程團隊可以嘗試金屬模具無法完成的新設(shè)計特征和幾何形狀，或者對設(shè)計進行小的更改，而不必擔(dān)心浪費機加工模具。該團隊可以自信地提出新設(shè)計，因為他們能夠進行廣泛的測試和迭代，而不必擔(dān)心因微小的更改而使機械車間陷入困境。

在 Form 3L 到貨之前，Kastalon 團隊不得不告訴客戶，他們無法接受 Tail Puller 夾具模具零件的訂單。盡管經(jīng)過大量試驗和錯誤后，這可能是可能的，但 24 個高引腳的陣列并沒有完全通過，它們之間的間隙為 0.79mm。

間隙以及每個孔都是盲孔且端部偏離頂面的事實，意味著該零件需要使用非常精細的長刀具進行極其困難的加工。另一種選擇是單獨制作每個引腳，然后對它們進行鍵控，使它們以正確的方向?qū)R——對直徑只有 2.64mm 的引腳，這不是一件容易的事情。

在評估了這些不同的加工工藝后，該團隊不得不拒絕接受訂單。“我們花了很長時間討論這是否可行，告訴客戶不行是一個重大決定，”Baer 說。

僅僅幾周后，F(xiàn)orm 3L 就到貨了，Baer 在半天內(nèi)設(shè)計并打印了模具，以展示 3D 打印此類復(fù)雜幾何形狀的商業(yè)案例。材料成本剛剛超過 30 美元，設(shè)計花了他大約兩個小時。“每個人都立即對3D打印技術(shù)產(chǎn)生了極大的尊重。這讓很多工廠員工大開眼界，他們說，'我們可以接受更多的訂單，因為我們現(xiàn)在可以做這樣的事情，'“Baer說。

這些車輪模具（左、上、下）和車輪（右）設(shè)計為在過載的情況下均勻變形——淚滴形孔均勻分布重量，因此車輪不會壓碎產(chǎn)品。

當(dāng)微小的特征使模具難以加工時，F(xiàn)orm 3L 會大放異彩。這些小型防壓輪用于將軟產(chǎn)品（如紙板包裝）固定在輸送機系統(tǒng)上，用于代替彈簧組件 - 輪子本身均勻變形以輕輕地將紙板固定到位，而不是彈簧臂對紙板施加壓力。

然而，車輪模具在用于模制車輪中淚滴形孔的“鰭片”之間有一個非常小的間隙，因此幾乎不可能制造模具。

輪子寬50.8mm英寸，鰭片之間的壁厚為 3.175 mm?！斑@個尺寸是可能的，但如果你試圖將設(shè)計發(fā)送給他們，會有很多機械師對你生氣，”Baer 說。

除了加工的難度之外，多部件鋁模具將產(chǎn)生更復(fù)雜的裝配過程。有一個權(quán)衡：將模具與翅片作為一個整體進行加工（如上圖所示），并使機械師的間隙變得極其困難，或者單獨制作所有翅片并將它們組裝成一個，這將意味著更多的設(shè)置和更多的小零件組裝，這也會增加機械車間的勞動力和煩惱。

3D 打印成為合乎邏輯的解決方案，Baer 在 Solidworks 中輕松設(shè)計了一個帶有可拆卸軸承的兩部分模具，然后在 Form 3L 上打印出高溫樹脂和剛性 10K 樹脂。 該團隊使用 Rigid 10K Resin 為客戶鑄造了 25 個輪子，而成本僅為機加工模具成本的一小部分。Baer 說：“我們制造了許多種類和樣式非常小的車輪， 在 Form 3L 之前我們無法做到這一點，因為它對我們來說不劃算。

休士頓太空人棒球場有一個可伸縮的圓頂，以應(yīng)對惡劣天氣，而卡斯塔隆負責(zé)彈簧，即使在颶風(fēng)條件下也能保持圓頂緊繃和功能正常。

在制造體育場大小的彈簧所需的模具之前，Kastalon 團隊使用縮小版本對設(shè)計和材料進行了廣泛的測試。稍微改變設(shè)計，并測試不同幾何形狀和不同聚氨酯配方的彈簧剛度變化，確保其最終產(chǎn)品在長時間的高應(yīng)力下得到優(yōu)化。

然而，盡管規(guī)模發(fā)生了變化，但每個鋁模仍然很昂貴，特別是如果它只是用于內(nèi)部測試。現(xiàn)在，F(xiàn)orm 3L 使該團隊能夠以更低的成本測試許多不同的彈簧設(shè)計，并且不會占用機加工車間的帶寬。

“我們現(xiàn)在可以打印和測試許多奇怪的形狀和幾何形狀，而這些形狀和幾何形狀在以前只是為了測試或研發(fā)而花費了一筆不可思議的錢，”Baer說。在不增加高昂的加工材料和勞動力成本的情況下測試新的、復(fù)雜的形狀和幾何形狀，使 Kastalon 不僅可以承擔(dān)更多的業(yè)務(wù)，還可以為現(xiàn)有客戶制造更好的零件。

對于涂層輥子或輥筒套筒，傳統(tǒng)的工作流程包括聚氨酯材料的圓柱形鑄造，并增加一個加工步驟，以將外徑降低到所需的尺寸和表面光潔度。加工凹槽的附加步驟可以根據(jù)滾子應(yīng)用以各種樣式和尺寸完成。在這種特殊情況下，將長水平槽加工成軟質(zhì)聚氨酯成為一項麻煩的任務(wù)。對于大訂單，這種手動、勞動密集型的加工步驟會削減訂單的利潤，并占用機加工車間數(shù)小時的時間?！凹庸ぼ涃|(zhì)聚氨酯是很麻煩的，它并不總是能給你帶來好的結(jié)果，而且在切割時并不總是能提供很好的光潔度，”Baer說。

每個輥子直接加工凹槽大約需要三個小時，但加工單個金屬模具過于昂貴且風(fēng)險大，尤其是當(dāng)以前沒有制造過具有這種幾何形狀的模具并且不知道它是否有效時。為了制作金屬模具，該團隊需要線材工具或帶有分度頭的成型機，這兩種設(shè)備都是昂貴的設(shè)備，對于某些幾何形狀和應(yīng)用非常專業(yè)。

Baer 意識到了這種情況，并主動嘗試了一些新的東西。他設(shè)計并打印了一個模具，將聚氨酯澆鑄成他們需要的凹槽形狀。直接在 Form 3L 上用High Temp Resin 或 Rigid 10K Resin打印，提供了一種經(jīng)濟高效的解決方案，消除了數(shù)小時的手動體力勞動。

在選擇材料時，Baer 會考慮分辨率和層高、每升成本、強度和顏色/透明度，并且大多數(shù)時候都會在高溫樹脂和硬質(zhì) 10K 樹脂之間進行選擇。對于原型、一次性或非常小批量的成型應(yīng)用，使用高溫樹脂是因為它的成本較低且透明——對于原型，了解內(nèi)部情況以評估是否需要更改是有幫助的。然而，對于團隊打算更大批量鑄造的零件，他們將依賴 Rigid 10K Resin 的先進機械性能?！拔覀冏罱恢痹谑褂肦igid 10K Resin，主要是因為它可以更好地承受脫模?！?/p>

在不到一年的時間里，F(xiàn)orm 3L 改變了 Kastalon 的決策流程。工程團隊不再受傳統(tǒng)加工限制的限制，可以接受他們以前不會嘗試的新訂單，并優(yōu)化流程，這些流程花費了數(shù)千美元的勞動力和材料。

“我們的銷量一直在增加。我們獲得了很大的信心，F(xiàn)orm 3L 的訂單一直在穩(wěn)步增長。我們能夠嘗試新事物，并幫助銷售團隊為客戶提供他們想要的東西，即使是其中的一兩個，只是為了看到這是可能的。

Brian Baer， 工程師