Beter spuitgieten dankzij 3D geprinte matrijsinserts
3D printen van spuitgietmatrijzen met geïntegreerde en geoptimaliseerde koelkanalen is één van de oudste toepassingen van 3D metaalprinten. Toch kom je het niet vaak tegen. Xact Metal gaat samen met partners deze toepassing nieuw leven in blazen. SEIDO Systems, de Benelux dealer van de Amerikaanse printerfabrikant, presenteert deze oplossing voor beter spuitgieten in september op de Kunststoffenbeurs.
Corrosie: dat is volgens Juan Mario Gomez, CEO van Xact Metal, één van de belangrijkste redenen waarom het 3D printen van inserts voor spuitgietmatrijzen nooit op grote schaal is doorgebroken. De Amerikaanse printerfabrikant lost dit op door samen te werken met Uddeholm. Het Zweedse concern levert Corrax metaalpoeder voor de Xact Metal 3D metaalprinter, die in de Benelux geleverd wordt door Seido Systems.
Corrax heeft goede corrosiewerende eigenschappen
Corrax is een veel gebruikt kobaltvrij gereedschapsstaal, dat uitstekende corrosiewerende eigenschappen heeft. Matrijzenmakers gebruiken het voor het frezen en vonken van spuitgietmatrijzen. Xact Metal en Uddeholm gaan nu de juiste parametersettings voor de 3D metaalprinters ontwikkelen, waarbij Uddeholm de materiaalexpertise inbrengt. Corrax poeder print volgens Gomez net zo goed en mooi als rvs-poeder. Het grote voordeel is dat de koelkanalen tijdens het gebruik van de matrijsinserts geen corrosie vertonen na verloop van tijd. “Gewoon gereedschapsstaal corrodeert na verloop van tijd. Dat nadeel lossen we hiermee op.”
Post-processing voor spiegelglad oppervlak
Het tweede knelpunt is de oppervlakteafwerking van de inserts voor spuitgietmatrijzen. Gewoon gereedschapsstaal of Maraging staal (MS1, M300) kan alleen een A2 afwerking bereiken na secundaire post-processing. Onderdelen geprint met Corrax kun je echter na een warmtebehandeling met de hand afwerken tot A1 (spiegelend oppervlak). Dit opent meer mogelijkheden in de spuitgietindustrie voor het 3D printen van lensmallen en andere optische matrijzen. Dankzij de conforme koelkanalen, die dichter bij de matrijswand kunnen liggen, vermindert de externe druk die optreedt bij het gieten van helder polycarbonaat voor optische onderdelen.
Oqton plaatst automatisch koelkanalen in CAD-model
De tweede partner die Xact Metal erbij haalt, is softwareontwikkelaar Oqton. Met 3Dxpert, de software van Oqton, kan men automatisch de geoptimaliseerde koelkanalen in een matrijs aanbrengen, om daarmee de cyclustijd van het kunststof spuitgieten te verkorten of de oppervlaktekwaliteit van de kunststof onderdelen te verbeteren. Hoewel het nog steeds aan te raden is om software zoals Moldex3D te gebruiken voor koelanalyses en -simulaties om de optimale impact op cyclustijden aan te tonen, vermindert de 3Dxpert software van Oqton de ontwerpinspanning. Deze software helpt zo additive manufacturing naadloos te integreren in de workflow van matrijzenmakers. Ook werkt Xact Metal samen met Moldex3D, software voor het optimaliseren van conformal cooling en het maken van flow analyses van het spuitgieten.
Industrie vraagt om totaaloplossing
Juan Mario Gomez denkt dat met deze aanpak de spuitgietindustrie overtuigd kan worden om additive manufacturing vaker in te zetten. “We moeten een totaaloplossing aanbieden. Veel matrijzenmakers denken dat de kosten van het geheel te hoog zijn.” In de VS is Xact Metal daarom een campagne gestart onder de slogan “Breaking the mold, the Xact Solution to better tooling”. Hierbij zijn ook spuitgietbedrijven betrokken die duidelijk te kennen geven voordeel met deze oplossing te boeken.
Kunststoffenbeurs
In de Benelux kunnen de spuitgiet- en matrijzenindustrie op de Kunststoffenbeurs in september kennismaken met de 3D metaalprint oplossing voor inserts. SEIDO Systems exposeert tijdens de beurs bij de AM for Plastics Area – een speciaal 3D printplein gericht op de kunststoffenindustrie – en zal naast de 3D printtechnologie van Stratasys – voor kunststoffen – ook de matrijstechnologie van Xact Metal demonstreren. De Kunststoffenbeurs vindt 18 en 19 september plaats in de Brabanthallen in ’s Hertogenbosch.