Tulostettavat pikamallit

Tulostettavia malleja voidaan tehdä esim. FDM, SLA, SLS, Polyjet, CJP -koneilla. Tulostaminen näissä tapahtuu kerroksittain, jolloin ulkopintaan jää näkyviin tulostustarkkuudesta riippuen pykäliä. Jos ulkonäkö ei ole kriittinen, niin näillä tekniikoilla voidaan tehdä myös piensarjoja. Näissä materiaalivalikoima on rajallinen ja siten lujuusominaisuudet. Tosin FDM -tekniikassa materiaaleja rupeaa saamaan jo melko laajalla kirjolla, mutta tulostustarkkuus ja jälki on vielä kaukana esim. SLA -tekniikasta.

FDM -tuloste

Kuvassa näkyy FDM -tuloste, jossa näkyvät kappaleen tulostuskerrokset.

Silikonimuotit

Silikonimuotit tehdään master -mallien pohjalta valamalla silikoni Master -mallin päälle ja laittamalla siihen samalla valukanavat. Master -mallit tehdään tulostamalla ja viimeistellään hiomalla. Kovuusluokka on pehmeästä Shore A30:sta – kovaan Shore D100:an ja toleranssit ovat luokkaa +-0,20mm.

Silikonimuotin valumateriaali on uretaanipohjainen raaka-aine, joka kaadetaan muottiin ja annetaan kovettua. Silikonimuotti tosin kuluu valussa nopeasti ja kestoikä on luokkaa 30 valua, joka riippuu kappaleen geometriasta. Eli esim. 100 kappaleen piensarjassa joudutaan tekemään helposti kolme tai enemmän muotteja.

SilikonimuottiKuvassa näkyy silikomuotti ja sillä tehtyjä kappaleita. Tekniikan hyvä puoli on se, että ulkonäkö on lähes lopullisen ruiskuvalukappaleen näköinen.

Silikonimuotti ja osatMyös läpinäkyvien osien teko onnistuu eri läpinäkyväisyysateina. Kuvassa näkyvät silikonimuotin muottipuoliskot ja niillä tehtyjä kappaleita.

Menetelmä soveltuu erityisen hyvin erityisesti ennen ruisvalumuottien tekoa esisarjan tekoon testejä ja messumalleja varten.

Koneistettavat pikamallit

Yksi vaihtoehto on myös koneistaa pikamallit. Tämä on hieman kalliimpi menetelmä, mutta toleranssit saadaan tällä melko tarkoiksi ja materiaali voi olla lopullisen kaltainen muovimateriaali esim. ABS/PC. Koneistetut pikamallit voidaan myös hioa ja maalata, jolloin ne näyttävät täysin lopullisen näköisiltä kappaleilta. Tätä tekniikkaa käytetään jos halutaan nopeasti tehdä esim. yksi tai muutama mallikappale messumalliksi.

CNC- koneistettuKuvassa CNC -koneistettuja pikamalleja, jotka ovat viimeistelty maalaamalla ja kiillottamalla.

Alumiinimuotit

Jos sarjakoko kasvaa ja tilausmäärät ovat vielä melko pieniä esim. 500 kpl:ta, niin aluminiimuotit ovat myös hyvä vaihtoehto. Työkalukustannus on korkeampi kuin silikonimuoteissa, mutta kappalehinta on taas edullinen. Toimitusaika on myös hieman pitempi. Alumiinimuotin kestoikä on pieni verrattuna teräsmuotteihin ja tyypillinen maksimikestoikä on n. 5000-20 000 puristetta riippuen kappaleen geometriasta ja mahdollisista vino- ja sivuliikkujista. Materiaalin pehmeydestä johtuen muotit kuluvat nopeammin. Muotti kuluu ja toleranssit kasvavat. Isommatkin määrät onnistuvat, jos kappaleen geometria ja toleranssit eivät ole niin tarkkoja kuten esim. muoviämpärissä.

Alumiinista löytyy myös kestävämpiä laatuja, mutta myös työkalujen hinta nousee sitä myötä. Alumiinimuotin edullisempi hinta perustuu nopeaan työstöaikaan ja siihen, että kipinätyöstöä ja eri pinnoitusmenetelmiä ei käytetä. Kun esim. teräsmuoteilla voidaan puristaa satoja tuhansia ja miljoonia kappaleita. Alumiinimuottien huono puoli on myös se, että niitä on vaikeampi korjata tai muuttaa. Esim. muottien hitsaaminen on vaikeaa. Muutokset tehdään monesti paikkapaloilla, jolloin paikkapalat jättävät näkyviä saumakohtia. Alumiinimuotit normaalisti viimeistellään hiomalla tai kuula-/hiekkapuhaltamalla.

Aluminum-die-casting-mouldKuvassa alumiinimuotti ja sillä puristettu ruiskupuristusosa.

Kirjoittajana on Kari Vatka, joka toimii yrittäjänä Conseptas Oy:ssa. Mekaniikkasuunnittelun lisäksi välitämme kumppaneidemme kautta Suomesta mutta myös Aasiasta piensarjoja. Jos tulee ajatuksia artikkelista tai tarvitset apua prototyyppien hankinnassa tai tuotesuunnittelussa, ota rohkeasti yhteyttä meihin: http://www.conseptas.com/yhteystiedot