De l'impression à la performance: Améliorer les outils de fabrication additive avec des revêtements PVD pour le moulage plastique
Alors que la fabrication additive (AM) continue de révolutionner la conception et la production d'outils, son association avec des technologies de surface avancées ouvre de nouvelles possibilités - notamment dans les applications de moulage de plastique. L'application de revêtements résistants à l'usure par dépôt physique en phase vapeur (PVD) sur des outils complexes imprimés en 3D améliore considérablement leur durabilité et leurs performances. Cette synergie permet non seulement de prolonger la durée de vie des outils, mais aussi d'améliorer la productivité en réduisant les temps de cycle, les temps d'arrêt des machines et les besoins en maintenance - ce qui en fait un élément révolutionnaire pour les environnements de fabrication à haute efficacité comme la production de bouchons de bouteilles. Continuez la lecture pour en savoir plus !
Optimiser la longévité et la productivité des outils dans le moulage plastique
La combinaison de la fabrication additive (AM) avec un revêtement par dépôt physique en phase vapeur (PVD) est une tendance émergente visant à améliorer les performances d'outils complexes imprimés en 3D. Particulièrement dans les applications de moulage plastique, telles que la production de bouchons de bouteilles, un revêtement PVD résistant à l'usure ajoute de la durabilité et de la résistance aux moules imprimés en 3D avec des canaux de refroidissement intégrés produits en acier maraging (MS1) et contribue ainsi à réduire les temps de cycle de production, à améliorer la productivité et à minimiser les temps d'arrêt des machines et la maintenance des outils.
Avantages de la fabrication additive
La fabrication additive d'outils offre certains avantages par rapport aux processus d'usinage traditionnels ou standards (résumés sous le terme de fabrication soustractive), qui comprennent notamment :
Flexibilité de la conception
L'impression 3D permet la conception d'outils complexes et personnalisés qui sont difficiles voire impossibles à fabriquer avec les techniques de fabrication traditionnelles.
Intégration de canaux de refroidissement
Des canaux de refroidissement internes complexes peuvent être intégrés directement dans l'outil, ce qui contribue à une gestion thermique optimisée, par exemple dans des applications de moulage plastique sensibles à la distribution de chaleur et au transfert de chaleur.
Réduction du délai d'exécution
Les outils peuvent être fabriqués plus rapidement, ce qui permet un prototypage plus rapide (prototypage rapide, par exemple, dans la phase de conception) et contribue à réduire le temps de mise sur le marché des produits.
Rentable pour la production de faibles volumes
L'impression 3D d'outils a le potentiel d'être plus rentable pour la fabrication de petites quantités d'outils hautement personnalisés.
Surmonter les imperfections de surface dans les outils imprimés en 3D
Les inconvénients de la fabrication additive, tels que les limitations liées au matériau en termes de résistance, durabilité et résistance à l'usure, ainsi que les contraintes de taille des outils découlant de la taille de la chambre des imprimantes 3D disponibles sur le marché, jouent un rôle mineur dans la fabrication d'outils de moulage en plastique, par exemple dans la production de bouchons de bouteilles et en considération d'un revêtement par dépôt physique en phase vapeur (PVD). Le principal défi réside dans la mauvaise qualité de surface des outils imprimés en 3D, qui ne répond pas aux normes des surfaces produites à l'aide de techniques de fabrication traditionnelles.
La structure typique couche par couche utilisant des techniques courantes de fabrication additive telles que la fusion sur lit de poudre par laser (LPBF) et le dépôt de métal par laser (LMD) laisse apparaître des lignes de couches visibles ou une texture de surface en escalier. Cela devient particulièrement difficile en ce qui concerne un revêtement PVD ultérieur et garantir une adhérence suffisante entre l'outil et le revêtement PVD. Cela nécessite un post-traitement supplémentaire de l'outil pour garantir une qualité de surface supérieure sous la forme de surfaces lisses et uniformes polies.
Traitements préalables sur mesure pour améliorer les performances des outils 3D
Ionbond a développé des traitements mécaniques pré-revêtement personnalisés pour des outils imprimés en 3D, forts de plus de 50 ans d'expérience dans le secteur des services de revêtement. Cela permet à Ionbond d'offrir à ses clients des solutions de revêtement supérieures sur des matrices imprimées en 3D. Une histoire à succès avec un bilan prouvé est la combinaison de moules imprimés en 3D complexes avec des canaux de refroidissement intégrés pour produire des capsules de bouteilles et des revêtements en carbone de type diamant d'Ionbond (DLC) pour réduire l'usure adhésive et les forces de libération. Cela contribue à réduire les temps de cycle en production, à améliorer la productivité et à minimiser les temps d'arrêt de la machine et la maintenance des outils.
Découvrez nos solutions de revêtement
Apprenez-en davantage sur notre portefeuille de revêtements DLC pour les applications de traitement des plastiques sur notre site web et téléchargez nos fiches techniques qui vous fournissent plus d'informations sur nos solutions de revêtement :
Injection plastique
Améliorer la durée de vie des outils et réduire les taux de rebut en améliorant le dégagement, les détails et la finition du produit
Ionbond™ 41
Ionbond™ 42
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Dr. Ing. Tobias Brögelmann
Responsable du segment mondial de outils de formage et de moulage
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