پرینت سه بعدی صنعتی و قالب سازی

پرینت سه بعدی صنعتی و قالب سازی یک فناوری پیشرفته در تولید انبوه و ساخت قطعات پیچیده با دقت بالا است که بدون نیاز به قالبسازی سنتی، امکان تولید سریع و انعطاف‌پذیر را فراهم می‌کند. این روش تولید از سیستم‌های دیجیتالی و ماشین‌های تخصصی برای ساخت لایه‌لایه مواد مهندسی مانند نایلون، پلی‌کربنات و فلزات مقاوم بهره می‌برد. برخلاف روش‌های سنتی ،پرینت سه بعدی صنعتی و قالب سازی نیازی به ساخت قالب اولیه ندارد و هزینه‌های مرتبط با قالبسازی صنعتی را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهد. این فناوری امکان تولید قطعات کاستوم و نمونه‌سازی سریع را بدون تأخیر در ساخت فرم‌های پیچیده فراهم می‌کند. با حذف مراحل طراحی و ساخت قالب، زمان تحویل محصول به بازار به‌شدت کوتاه‌تر می‌شود. در ادامه، به بررسی قیمت قالب‌سازی صنعتی ، نحوه سفارش، طراحی قالب، و انواع قالب‌های مورد استفاده در صنایع مختلف می‌پردازیم.

قیمت قالب سازی صنعتی

قیمت قالب سازی صنعتی به‌دلیل نوسانات قیمت فولاد سختکاری‌شده و هزینه انرژی مصرفی در کارگاه‌های CNC به‌شدت متغیر است. قالب‌های صنعتی که برای تولید قطعات خودرو مانند بدنه یا موتور طراحی می‌شوند، به دلیل نیاز به دقت میکرونی و استفاده از دستگاه‌های EDM با قدرت بالا، معمولاً قیمتی بالاتر از قالب‌های تولید قطعات پلاستیکی ساده دارند. همچنین قالب‌هایی که در صنایع پزشکی برای تولید قطعات حساس استفاده می‌شوند، به علت رعایت استانداردهای خاص و تست‌های کیفی متعدد، هزینه‌های ساخت آن‌ها بسیار فراتر از قالب‌های معمولی است. قیمت قالب‌های چندحفره‌ای برای تولید انبوه قطعات الکترونیکی هم تحت تاثیر تعداد حفره‌ها و میزان مواد مصرفی افزایش پیدا می‌کند و معمولاً با توجه به جنس آلیاژ قالب، هزینه‌ها تغییر قابل توجهی دارد. در نهایت، تاثیر نرخ دلار بر واردات مواد اولیه و تجهیزات پیشرفته ساخت قالب در ایران باعث شده قیمت قالب سازی صنعتی در سال‌های اخیر روند افزایشی داشته باشد و این موضوع در قیمت تمام شده هر پروژه قالب‌سازی صنعتی نقش مهمی ایفا می‌کند.

عوامل موثر بر قیمت قالبسازی صنعتی

در ادامه به عوامل موثر بر قیمت قالبسازی صنعتی می‌پردازیم. این عوامل می‌توانند تاثیر مستقیم بر هزینه نهایی تولید قالب داشته باشند و شناخت دقیق آن‌ها به بهینه‌سازی هزینه‌ها کمک می‌کند.

نوع ماده اولیه قالب

انتخاب فولاد سختکاری‌شده مانند H13 یا P20 برای ساخت قالب، به دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت و سایش، هزینه مواد اولیه را به‌شدت افزایش می‌دهد و این موضوع به طور مستقیم قیمت قالب را تحت تاثیر قرار می‌دهد. استفاده از آلومینیوم یا مس برای قالب‌های آزمایشی، قیمت را کاهش می‌دهد اما در قالب‌سازی صنعتی کاربرد محدودی دارد.

ابعاد و وزن قالب

ابعاد قالب صنعتی که می‌تواند از چند کیلوگرم تا چند صد کیلوگرم متغیر باشد، بر میزان مصرف مواد و زمان ماشین‌کاری تاثیر می‌گذارد؛ قالب‌های بزرگ‌تر مثل قالب‌های تزریق پلاستیک صنعتی برای قطعات خودرو معمولاً قیمت بالاتری دارند.

پیچیدگی طراحی و تعداد حفره‌ها

قالب‌هایی که برای تولید قطعات چندجزئی یا قالب‌های چندحفره‌ای به کار می‌روند، به دلیل نیاز به دقت بالا و فرایندهای ماشین‌کاری چندمرحله‌ای، هزینه‌های ساختشان بیشتر است. قالب‌های تک‌حفره‌ای ساده‌تر، هزینه کمتری دارند.

فرآیندهای ماشین‌کاری به‌کاررفته

استفاده از روش‌های پیشرفته مانند EDM (برش الکتریکی) یا فرزکاری CNC با دقت میکرونی، به خاطر مصرف زمان و نیاز به تجهیزات تخصصی، قیمت قالب را افزایش می‌دهد.

عملیات حرارتی و سخت‌کاری پس از ساخت

فرآیندهایی مانند سخت‌کاری القایی یا عملیات تمپرینگ برای افزایش دوام قالب در برابر فشار و سایش، هزینه‌های اضافی دارند که به طور مستقیم در قیمت قالب لحاظ می‌شوند.

پرداخت سطح قالب و پوشش‌های مقاومتی

سنگ‌زنی، پولیش دقیق سطح قالب و استفاده از پوشش‌هایی مثل نیترید تیتانیوم (TiN) برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی و سایش، به طور قابل توجهی قیمت تمام شده قالب را بالا می‌برد.

نمونه‌سازی و اصلاحات طراحی

انجام چند مرحله نمونه‌سازی اولیه برای تست قالب و اصلاحات لازم قبل از تولید انبوه، زمان و هزینه بیشتری به پروژه اضافه می‌کند که باید در قیمت نهایی لحاظ شود.

زمان تحویل پروژه

اگر کارفرما نیاز به تحویل فوری قالب داشته باشد و فرایند ساخت فشرده شود، هزینه‌های اضافه بابت شیفت کاری شبانه‌روزی و افزایش سرعت ساخت به قیمت قالب افزوده می‌شود.

تخصص و تجربه تیم سازنده

کارگاه‌های قالب‌سازی با سابقه و تخصص بالا که دارای تجهیزات پیشرفته و نیروی انسانی مجرب هستند، قیمت خدمات خود را بالاتر اعلام می‌کنند اما کیفیت و دوام قالب تضمین می‌شود.

خدمات قالب سازی صنعتی

خدمات قالب‌سازی صنعتی شامل طراحی، ساخت و بهینه‌سازی قالب‌هایی است که در تولید قطعات مختلف صنعتی کاربرد دارند. این خدمات با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته و تجهیزات دقیق، از مرحله طراحی مهندسی قالب با نرم‌افزارهای CAD تا ساخت قالب با ماشین‌آلات CNC و عملیات حرارتی، انجام می‌شود. هدف اصلی ارائه قالب‌هایی با دقت بالا، دوام طولانی و کیفیت تضمین‌شده است که بتوانند نیازهای مختلف تولید را با کمترین هزینه و بیشترین بازدهی پاسخ دهند. این خدمات شامل انتخاب متریال مناسب، نمونه‌سازی اولیه، مونتاژ، تست عملکرد قالب و پشتیبانی فنی پس از تحویل نیز می‌باشد. استفاده از این خدمات باعث کاهش زمان تولید، افزایش کیفیت محصولات و بهبود راندمان خطوط تولید می‌شود.

معرفی خدمات قالب‌سازی صنعتی در آذرین 3D

خدمات قالب‌سازی صنعتی در آذرین 3D به دو بخش اصلی طراحی قالب و ساخت قالب تقسیم می‌شود که هر دو با بهره‌گیری از تجهیزات و فناوری‌های پیشرفته و تخصصی انجام می‌گیرد. این مجموعه به صورت همزمان هر دو خدمت را به مشتریان ارائه می‌دهد تا نیازهای دقیق در تولید قطعات صنعتی با بالاترین کیفیت و دقت پاسخ داده شود. از جمله خدمات مهم ارائه شده می‌توان به استفاده از فناوری‌های نوین برای ایجاد مدل‌های دقیق و نمونه‌های اولیه، بهره‌گیری از تجهیزات پیشرفته ساخت افزایشی، و تولید قالب‌های سفارشی متناسب با نیازهای خاص صنایع اشاره کرد. این خدمات جامع باعث می‌شوند فرآیند تولید با سرعت، دقت و کیفیت مطلوب انجام شود.

سفارش قالب سازی صنعتی

سفارش قالب سازی صنعتی فرآیندی تخصصی است که در آن مشتری با ارائه مشخصات دقیق محصول مورد نظر، از جمله ابعاد، جنس ماده اولیه مانند فولاد ابزارکاری یا آلومینیوم صنعتی، و نوع فرآیند تولید مثل دایکست فلز، درخواست ساخت قالب را به واحدهای مجهز ارائه می‌دهد تا مطابق با استانداردهای مهندسی و نیاز خط تولیدش طراحی و ساخته شود. در این نوع سفارش، علاوه بر دریافت مشاوره فنی برای انتخاب بهترین روش ساخت قالب، مواردی مانند نقشه‌کشی سه‌بعدی اختصاصی، تحلیل مقاومت قالب در شرایط دمای بالا یا فشار تولید، و هماهنگی با ظرفیت ماشین‌آلات صنعتی سفارش‌دهنده نیز بررسی می‌شود. برای هر پروژه سفارش قالب‌سازی صنعتی ، زمان‌بندی تحویل، هزینه‌ بر اساس پیچیدگی طراحی و تعداد حفره‌های قالب، و خدمات پس از تحویل مثل تعمیر یا اصلاح قالب را به‌صورت مکتوب به مشتری اعلام می شود تا روند تولید بدون وقفه و با دقت بالا انجام شود.

مراحل سفارش قالبسازی صنعتی

در ادامه به‌صورت گام به گام مراحل سفارش قالبسازی صنعتی را بررسی می‌کنیم تا با روند دقیق و نکات مهم هر مرحله آشنا شوید. این آشنایی به شما کمک می‌کند تا سفارش خود را بهتر مدیریت کرده و نتیجه‌ای با کیفیت و مطابق انتظار دریافت کنید.

نیازسنجی و تعریف پروژه

فرآیند سفارش قالب‌سازی صنعتی با مرحله نیازسنجی آغاز می‌شود؛ جایی که مشتری به همراه کارشناسان طراحی، نوع قطعه صنعتی مورد نظر، کاربرد آن در فرآیند تولید یا مونتاژ، ابعاد دقیق بر اساس نقشه‌های فنی، جنس ماده اولیه مانند فولاد P20، H13 یا آلومینیوم آلیاژی، و الزامات کیفی نظیر مقاومت سایشی، تحمل دمای بالا یا دقت ابعادی را به‌طور کامل بررسی و مستند می‌کند. این مرحله پایه اصلی تصمیم‌گیری در انتخاب تکنولوژی ساخت قالب و برآورد دقیق هزینه و زمان تحویل است.

ارسال فایل طراحی یا مدل‌سازی سه‌بعدی اختصاصی

در صورت وجود فایل طراحی آماده، مشتری باید آن را با فرمت‌های استاندارد صنعتی مانند STL، STEP یا OBJ ارسال کند تا تیم فنی بتواند بررسی سازگاری هندسه قطعه با فرآیند قالب‌سازی را انجام دهد. اگر فایل طراحی در دسترس نباشد، کارشناسان از روش‌های مدل‌سازی CAD یا اسکن سه‌بعدی با دقت میکرونی برای ایجاد مدل سه‌بعدی استفاده می‌کنند تا اطمینان حاصل شود تمام جزئیات مکانیکی و عملکردی در طراحی لحاظ شده است.

تحلیل فنی و تأیید طرح نهایی

پس از دریافت یا ایجاد مدل سه‌بعدی، مهندسان با استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی مانند Moldflow یا CATIA، آنالیز جریان مواد، مسیر خنک‌کاری و موقعیت گیت‌ها را بررسی کرده و اصلاحات لازم را اعمال می‌کنند. سپس نسخه نهایی طراحی قالب برای تأیید به مشتری ارائه می‌شود تا از مطابقت کامل مشخصات مکانیکی، تلرانس‌ها و نیازهای تعریف‌شده در مرحله نخست اطمینان حاصل شود.

تعیین هزینه و برنامه زمانی پروژه

هزینه ساخت قالب و زمان تحویل بر اساس عواملی همچون پیچیدگی هندسه قطعه، تعداد کاویتی‌ها، نوع متریال ساخت قالب (مثلاً فولاد ابزار H13 برای مقاومت بالا یا آلومینیوم 7075 برای تولید سریع‌تر)، و عملیات سطحی مورد نیاز تعیین می‌شود. پس از توافق بر سر مبلغ و زمان‌بندی، بخشی از هزینه به عنوان پیش‌پرداخت دریافت و برنامه ساخت قالب در قالب یک جدول میلستون تنظیم می‌شود.

ساخت و مونتاژ قالب صنعتی

مرحله ساخت شامل ماشین‌کاری قطعات هسته و کاویتی با دستگاه‌های CNC پنج‌محوره، استفاده از روش‌های EDM برای ایجاد جزئیات ظریف، انجام عملیات حرارتی جهت رسیدن به سختی و مقاومت لازم، و مونتاژ دقیق اجزای قالب است. تمامی مراحل با رعایت استانداردهای قالب‌سازی صنعتی و کنترل ابعادی در حین کار انجام می‌شود تا خطای تولید به حداقل برسد.

تست عملکرد و کنترل کیفیت نهایی

قالب تکمیل‌شده بر روی دستگاه تزریق پلاستیک یا پرس دایکست نصب و در شرایط واقعی تولید تست می‌شود. این مرحله شامل بررسی کیفیت سطح قطعه، دقت ابعاد با دستگاه CMM، و ارزیابی عملکرد مکانیزم‌های متحرک قالب مانند کشنده‌ها و صفحات پران است. در نهایت، پس از تأیید کامل کیفیت و انطباق با مشخصات اولیه، قالب همراه با مستندات فنی و گواهی کیفیت به مشتری تحویل داده می‌شود.

انواع قالب های صنعتی

انواع قالب های صنعتی برای صنایع، متریال و کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. این قالب ها که در مدل های ماسه ای، سیلیکونی، دایکست، ریژه و…در حال حاضر موجود است، می تواند برای طراحی و تولید قطعاتی با آلیاژ ها و متریال های مختلف مورد استفاده قرار گیرد. در ادامه به بررسی دقیق مدل های مختلف قالب های صنعتی خواهیم پرداخت.

قالب ریخته گری

قالب ریخته گری مخصوص قطعاتی است که به روش ریخته گری تولید می شوند. البته فرآیند آن براساس جنس و ویژگی های مختلف در روش های مختلفی قابل انجام است که برای هر روش نیاز به قالب های خاصی است. از رایج ترین مدل های آن می توان به موارد زیر اشاره کرد:

قالب ماسه ای

قالب ماسه ای ارزان ترین نوع قالب به شمار می رود و از ماسه برای قالبگیری استفاده می شود. این قالب ها می توانند دمای بالای فلز و فولاد را تحمل کرده و به شکل قالب مورد نظر تغییر شکل دهند. برای این سبک قالب، گاها از خاک رس به جای ماسه استفاده می شود.

قالب دایکست

قالب دایکست برای قطعاتی که به روش دایکست تولید شده اند، مورد استفاده قرار می گیرد. قطعاتی که جنس آنها مس، آلومینیوم، یا روی هستند و ضخامت آنها 1.5 تا 15 میلیمتر است از این قالب استفاده می کنند. البته این قالب ها به دلیل ساخته شدن از فولاد مقاوم قیمت نسبتا بالایی دارند و با توجه به تحمل فشار بالا در ایت قالب ها، برخی آنها را با نام قالب های High Pressure (فشار بالا) می شناسند.

قالب ریژه

قالب ریژه برای ساخت قطعات فلزی که ضخامت یکسانی ندارند و استحکام در آنها بسیار مهم است، مورد استفاده قرار می گیرد.قالب های ریژه از نوع فولادی می باشند و نسبت به قالب های دایکست کوچکتر و سبک تر هستند. علاوه بر آن به  دلیل تکنولوژی ساخت پیچیده، قالب های ریژه گرانتر بوده و قطعاتی که از طریق قالب های ریژه ساخته می شوند، معمولا بدون تخلخل هستند.

قالب آهنگری

قالب آهنگری در سه دسته قالب بسته آهنگری، قالب باز آهنگری و قالب آهنگری قالب بسته وجود دارند. از آنجایی که  در آهنگری برای فرم و شکل دهی به قطعات از قالب های فولادی مستحکم استفاده می شود، قطعه بین دو نیمه قالب قرار گرفته و سپس با فشار پرس یا ضربه چکش، شکل قالب را به خود میگیرد.

قالب پرس

قالب پرس که از آن برای فرم دادن، برش، کشش و خم کردن قطعات استفاده می‌شود،معمولا جنسی فولادی دارد و به دلیل خصوصیاتی که دارد، برای ساخت قطعاتی که جنس شکل پذیر ندارند، مورد استفاده قرار می گیرد.

قالب سربی  

قالب های سربی با استفاده از آلیاژهای سرب تولید می‌شوند و برای تولید انواع قطعات فلزی کاربرد دارند. این قالب ها نسبت به مدل های مشابه از هزینه پایین تری برخوردار اند.

قالب سیلیکونی

قالب سیلیکونی برای انواع قطعات ریز و پیچیده مانند بسته‌بندی محصولات آرایشی و بهداشتی، صنایع غذایی، صنایع دستی و صنایع پزشکی و… مورد استفاده قرار میگیرد.همچنین  این قالب‌ها به دلیل ویژگی‌هایی مانند دوام بالا، انعطاف‌پذیری، مقاومت در برابر حرارت و قابلیت ثبت جزئیات دقیق، در تولید قطعات پیچیده و متنوع مورد استفاده قرار می‌گیرند.