Objet木目のダッシュボード

仕上げアプリケーション

3Dプリントされたパーツをつなげ、シーリングして美しくする

射出成形製品とほぼ見分けがつかないプロトタイプ、高度なツール用途、および外観と雰囲気の感じが良い耐久性のあるカスタムデバイスには、シンプルなポストプロセスを3Dプリントされたパーツに適用します。

PPSF 仕上げ技術

概要

PPSF(ポリフェニルスルホン)は、高温、高強度、化学耐性 FDM 材料です。要求の高いアプリケーションに最適で、耐久性、耐化学性により、PPSF 部品をサンドペーパーや溶媒で仕上げるのは困難であり、 時間もかかります。

滑らかな表面が必要な場合、最も頻繁に使用される2 つのオプションは、ハンドサンディングと ミリングです。摩耗に耐性のある PPSF では、ハンドサンディングは手間のかかる作業であり、 数時間かかる可能性があります。CNC ミルを使った仕上げパスでは、表面平滑化の作業が短くなりますが、 FDM プロセスの利点の多くが失われます。機械加工の準備をするには、 CAM プログラミングとマシンセットアップで時間が必要です。機械加工では、オペレータがプロセスを監督している必要 必要があります。

PPSF をツールや金型を作るために使用する場合、 表面平滑化、熱成形で、新しい、より速い代替法 があります。 プラスチックの薄いシートを PPSF 部品 の表面上に敷きます。部品の 形状に合致していますが、 プラスチックシートは、レイヤラインを 外面に移行しません。PPSF の 機械的、熱的、化学的利点を維持するために、 熱成形プロセスでは、PEEK 樹脂からできた プラスチックのシート を使用します。ハンドサンディングに対して、PEEK 熱成形により、リードタイムを 75%、 費用を 90% 低下させることができます。

プロセス

PEEKの外側のスキンをもった PPSF 部品を平滑化することは、標準的な熱形成操作に若干の修正が必要な 比較的簡単なプロセスです。主な違いは、PEEK が熱形成物質であることと、 FDM 部品が熱成形型として機能することです。

以下は、プロセスのハイライトです。FDM を使った熱形成の詳細で包括的な説明については、 Stratasys’ “プロトタイプとショートラン アプリケーション”ガイドを参照してください。

  1. 部品構造:
    熱成形する PEEK シートの所望の厚さを選択します。推奨する厚さ範囲は 、0.08~0.13 mm(0.003~0.005 インチ)ですが、シートは、0.25 mm(0.010 インチ)程度さ の厚を使用しますPEEK のシートが厚くなると、熱形成中の真空圧力がさらに必要となり、 小さな機能への引っ張り抵抗が生じる点にご注意ください。 熱成形したシートの厚さを補償するには、PPSF 部品の CAD モデルを、 すべての外部表面を相殺して調節してください。必要に応じて、CAD モデルは、金型の周囲に 1.27 mm(0.050 インチ)の深さのリングを含むよう 修正することができます。このリングは、PEEK 膜を部品に 接着するのに役立ちます。 熱成形プロセスを簡素化し、迅速化するには、FDM ビルドパラメータを変更して、 PPSF 部品をさらに多孔質にします。これにより、熱成形マシン内の真空を、 部品周囲に通気孔をマニュアルで穴あけする必要なく、部品を通して引くことができます。これは、 Insight 内で、2 つの最外面のラスタエアギャップを 0.03 mm (0.001 インチ)に調節することで行います。 また、モデル本体のラスタエアギャップを 0.25 mm (0.010 インチ)に変更して、 部品を通る気流を増加させます。 次に、PPSF 部品を Fortus システムで制作します。制作が完了した後で、熱形成準備で使った サポートを除去します。
  2. 熱成形:
    熱成形マシンのプラテンでフィットするサイズになるまでベースプレートカット上で PPSF 部品を 取り付けます。ベースプレートは、熱形成プロセスに耐えられる剛性材料から 作製できます。 PPSF 部品を真空成形マシン内にロードし、PEEK 材料のシートを挿入します。PPSF 部品と PEEK 膜の間で強力な機械的接着を行うには、 粘着式材料を提案します。テストでは、Victrex P500S、シリコーン接着剤で裏打ちした APTIV PEEK 膜が このアプリケーションに適していることを示しています。 シートを 140~160 °C(284~320 °F()に加熱し、成形点に達すると同時に PPSF 部品上に 引きます。通常、このサイクルは 20 秒未満で完了します。長 サイクル時間によって、PEEK 膜が結晶化し、硬く不透明になります。結晶化 を避けるため、PEEK シートを観察してください。熱が加えられると弛緩し、その後に ピンと張ります。PEEK シートをきつく引っ張ってから、すぐに真空に引き、 PEEK 膜が冷えるまで保持します。 真空成形操作の後、PPSF 部品のサイズに合わせて PEEK シートをトリミングします。ここで、 PPSF/PEEK 部品は、使用できるようになりました。

リアタイヤのブラウザノズルのハンドサンディングと PEEK 熱形成 FDM モールドモデルの時間とコストの比較


プロセス

リードタイム

人件費

材料費

ハンドサンディング

4 時間

USD 160 ドル

USD 5 ドル

PEEK フィルム

1 時間

USD 10 ドル

USD 6 ドル

削減

3 時間(75%)

USD 149 ドル(90%)

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