قالب سازی سریع در مقابل قالب سازی سنتی

مقدمه مترجم:

قالب سازی سریع یکی از تکنیک‌هایی است که در کنار روش‌های تولید دیجیتال، ابزارهای تولید محصول را متحول کرده است. فاصله زمانی میان شکل گیری یک ایده تا ورود محصول آن به بازار، می‌تواند تعیین کننده پیروزی یا شکست در بازار باشد. تولید محصولات به شیوه‌های سنتی بنا به ویژگی‌های فرآیندی نیاز به ساخت ابزارها و قالب‌های سخت فولادی با تحمل شرایط سخت فشار، حرارت و مواد شیمیایی دارد. این ویژگی‌ها بر زمان ساخت ابزارها و قالب‌ها بسیار اثر گذار است چرا که زمان تراش و شکل‌دهی به یک ابزار، با سختی آن رابطه مستقیمی دارد. اما با مصالحه میان سختی ابزار، تیراژ تولید و پارامترهای فرآیند تولید، می‌توان به ابزارهای مناسبی دست یافت که زمان ورود به بازار محصول را کاهش داده و می‌تواند کلید موفقیت شرکت باشد.

کلمات کلیدی:

قالب سازی سریع، قالب پلاستیکی، قالب آلومینیومی، تولید کم تیراژ، ساخت قالب با پرینت سه بعدی

آخرین تاریخ ویرایش:

دی ماه 1400


قالب سازی سریع یک بازیگر کلیدی در حوزه «دیجیتالی‌سازی» فرآیند‌های تولید است. آخرین صنعتی که این تغییر را تجربه کرده است، قالب سازی است. در اینجا نگاهی به نحوه تاثیر دیجیتالی شدن بر ارائه دهندگان خدمات قالب سازی سنتی می‌اندازیم.
تولید دیجیتال مزایای زیادی را با اهداف گوناگون ارائه می‌دهد: می‌تواند زمان ورود به بازار، نیروی کار و بودجه‌های تولید را کاهش دهد، به علاوه به مشتریان در بهبود کنترل کیفیت و افزایش موجودی کمک می‌کند. این مزایا به کاربران اجازه می‌دهد تا جریان‌های درآمدی جدید را کشف کنند، طرح‌های نوآورانه را توسعه و ارتقا دهند و به تقاضاهای بازار پاسخ دهند. عصر دیجیتال می‌تواند آزادی طراحان برای ایجاد و توسعه از طریق یک روش کارآمد را افزایش دهد.

فرآیند تولید سنتی

فرآیند تولید سنتی معمولاً شامل یک توالی چند مرحله‌ای در جریان تولید است. اعضای تیم اطمینان حاصل می‌کنند که تضامینی در کل چرخه عمر قطعه وجود دارند. در طول فرآیند، آزمایش‌های مختلفی برای فرم، تناسب و عملکرد برای کشف هر گونه نقص احتمالی در قطعه مورد نیاز است. هر یک از اعضای تیم باید از این مسیر‌های بحرانی آگاه باشد، زیرا روش سنتی تولید، به تولید دستی بیشتر از تولید خودکار نیاز دارد.

قالب سازی سریع و سنتی 1

فرآیند تولید قالب‌گیری تزریقی سنتی معمولاً شامل چندین مرحله است. در طول فرآیند، آزمایش‌های مختلفی برای فرم، تناسب و عملکرد، برای کشف هر گونه نقص احتمالی در قطعه مورد نیاز است. معمولاً روش سنتی تولید، بیشتر به تولید دستی نیاز دارد تا تولید خودکار.
به عنوان مثال، در صورتی که تمام مراحل فرآیند در اولین بار دقیق و در مسیر درست باشند، ثبت یک سفارش و تأیید سفارش به صورت دستی می‌تواند تقریباً یک هفته طول بکشد، و در صورت نیاز به هر گونه تغییر، مراحل مشابه، قبل از نهایی شدن سفارش، مجدداً تکرار می‌شوند.
پس از ثبت سفارش، طرح قالب برای ساخت پذیر بودن آن بررسی می‌شود. زمانی که این طرح نهایی شد، وارد مرحله بعدی فرآیند تولید سنتی خواهد شد. این مرحله می‌تواند طولانی‌ترین بخش فرآیند باشد، که از سه تا هشت هفته طول خواهد کشید. همچنین اگر مسائل پروژه در مراحل اولیه ثبت سفارش شناسایی نشود، ممکن است تأخیرهای اضافی رخ دهد که می‌تواند منجر به اصلاحات مجدد، طراحی مجدد یا تعریف مجدد پروژه شود. هر یک از این سه مورد می‌تواند منجر به تأخیرهای قابل توجهی شود.
با وجود تمام عوامل تولید، قطعه قالب گیری می‌شود. پس از اولین تست‌های قالب، بازرسی بصری و ابعادی انجام می‌شود. اگر قطعه مورد تایید بازرسی قرار گیرد، برای بررسی و بازخورد به مشتری ارسال می‌شود.
هنگامی که مشتری قطعه را بررسی می‌کند، این فرصت را دارد که اجرای قالب را تأیید یا رد کند. در صورت عدم تایید، فرآیند اصلاح می‌شود و مجدداً با تکرارهای مداوم تا رسیدن به قطعه بهینه بازبینی می‌شود. هر ترکیبی از این عوامل می‌تواند بر هزینه، کیفیت و زمان در یک فرآیند تولید سنتی تأثیر بگذارد.

فرآیند تولید دیجیتال

رویکرد دیگر برای قالب‌گیری تزریقی شامل دیجیتالی کردن هرچه بیشتر مراحل قالب‌گیری تزریقی است. این رویکرد به عنوان تولید سریع یا دیجیتال شناخته می‌شود و یک پیشرفت طبیعی در تولید سنتی خواهد بود. ساده‌سازی فرآیند با دیجیتالی کردن بسیاری از مراحل قالب‌گیری سنتی، می‌تواند هزینه‌های کل را کاهش دهد.

قالب سازی سریع و سنتی 2

تکاملی که در قالب‌گیری تزریقی سنتی مورد انتظار است، دیجیتالی شدن این فرآیند است. این فرآیند شامل دیجیتالی کردن هرچه بیشتر مراحل قالب‌گیری تزریقی برای ساده‌سازی بسیاری از مراحل قالب‌گیری سنتی برای کاهش هزینه‌های کل است.
تولید دیجیتال با آپلود یک فایل CAD سه بعدی در سرورهای ارائه دهنده خدمات آغاز می‌شود. هندسه و الزامات قطعه معمولاً با نرم افزارهای اختصاصی تجزیه و تحلیل می‌شوند. سپس مشتری لیستی از توضیحات و اصلاحات را دریافت می‌کند. هنگامی که مشتری پیشنهاد را تأیید کرد، یک سفارش ایجاد می‌شود. سپس فرآیند طراحی قالب با طرح ریزی یک مسیر برای ابزار پرینتر آغاز می‌شود که اغلب در عرض چند ساعت اجرا می‌گردد.
قالب اولیه را اغلب می‌توان با اجزای ماژولار ایجاد کرد که یکی دیگر از تکنیک‌های صرفه جویی در هزینه و زمان است. سپس قالب در چند مرحله ماشینکاری می‌شود، فرآیندی که ممکن است چند روز طول بکشد. پس از پولیشکاری و فرآیندهای تکمیلی، قالب برای اولین تزریق، بازرسی و مونتاژ می‌شود.
این فرآیند توسعه سریع قالب می‌تواند زمان تولید را به جای ماه‌ها به هفته‌ها کاهش دهد.
تولید دیجیتال می‌تواند هر مرحله از فرآیند ساخت قطعه را تسریع کند. در تولید سنتی، سرمایه‌گذاری لازم برای ابزارآلات اصلاحی، می‌تواند به هزاران واحد برسد. با این حال، تولید دیجیتال می‌تواند این تغییرات و اصلاحات کوچک طراحی را، با تقریباً یک چهارم سرمایه گذاری در یک چهارم زمان اجرا، ممکن سازد.
تولید دیجیتال مقیاس پذیر و انعطاف پذیر است. اگر تقاضا به سرعت افزایش یابد، فرآیند تولید دیجیتال می‌تواند از تولید کم حجم به تولید انبوه حرکت کند. بنابراین، طراحان می‌توانند به سرعت و به راحتی به رفتارهای بازار واکنش نشان دهند. اگر تقاضا کاهش یابد، این شیوه امکان تعدیل را فراهم می‌آورد و در عین حال به کمترین هزینه کل نیاز دارد. بنابراین، صرف‌نظر از نوسانات بازار، تولید دیجیتال به کاربران اجازه می‌دهد تا بر اساس آن پاسخ مناسب دهند.
فرآیند تولید دیجیتال به مشتریان این امکان را می‌دهد که فرآیند‌های آزمون و تکرار را به سرعت و به راحتی طی کنند. ابزارآلات کم هزینه، تولید کم را به اندازه کافی مقرون به صرفه می‌کند تا در بازارهای منتخب، آزمایش شود و از بازخورد به عنوان یک نمودار یادگیری استفاده شود. مشتریان می‌توانند کنترل‌های کیفی موجود خود را حفظ کنند و در عین حال محصولات خوبی را تولید کنند که سریع‌تر وارد بازار شوند. برخی از ارائه دهندگان خدمات، خدمات اختیاری مانند بازرسی و مشاوره مدیریت پروژه را نیز ارائه می‌دهند. بازرسی دیجیتال امکان بازخورد سریع و اصلاح ابزار را در صورت لزوم فراهم می‌کند. ارائه دهندگان خدمات معمولاً متشکل از کارشناسان مجرب ابزارسازی هستند که می‌توانند در طول فرآیند توسعه قالب برای حل هر گونه مشکلی که پیش می‌آید مشاوره دهند.

ملاحظات قالب

ارائه دهندگان خدمات قالب تلاش می‌کنند تا اطمینان حاصل کنند که ابزار قالب در طول چرخه عمر پروژه در دسترس است. اغلب، این ابزار از مواد پایه آلومینیومی درجه یک، مانند QC-10، ساخته می‌شوند، که نسبت مقاومت به وزن عالی را ارائه می‌دهد.
در مقایسه با فولاد، آلومینیوم نرم‌تر است و چگالی کمتری دارد، گرما را با سرعت و کارآمدی بالاتری دفع می‌کند و تا 75 درصد هزینه کمتری دارد. همچنین یک ماده قابل بازیافت است؛ این یک ویژگی جذاب است؛ زمانی که ضایعات مواد می‌تواند بیش از 50٪ در هر قطعه از یک قالب باشد. قابلیت بازیافت و استفاده مجدد از مواد می‌تواند به جبران هزینه‌های اولیه مواد کمک کند.
اگرچه ممکن است آلومینیوم ماده مناسبی برای هر نوع قالبی نباشد، اما برای نمونه سازی، ابزارسازی سریع و تولید کم حجم به خوبی کار می‌کند. بسته به اندازه و ساختار قطعات، اتلاف گرما در یک قالب آلومینیومی می‌تواند تا 50 درصد بیشتر از فولاد یا سایر فلزات باشد و زمان‌های چرخه تولید را سریع‌تر طی کند. قالب‌های آلومینیومی معمولاً برای تولید چندین هزار قطعه دوام خواهند داشت.

منابع:

www.xcentricmold.com/the-difference-between-traditional-and-rapid-molding/