3D-печатный статический смеситель полезен, когда необходимо проверить, можно ли изготовить, соединить и отфильтровать предлагаемый путь потока, прежде чем приступать к изготовлению пресс-формы. Сам по себе он не является доказательством того, что изготовленный методом литья под давлением одноразовый смеситель обеспечит те же потери давления, результат смешивания или срок службы. Правильный вопрос заключается в том, какое решение следует принять на основе напечатанной детали , а для каких решений необходимы репрезентативная для производства деталь и новые испытания.

Что на самом деле доказывает печатный миксер?

Понятие «прототип проверен» слишком широкое, чтобы использовать его в качестве ориентира при закупке оснастки. Необходимо выделить три уровня проверки. Прототип, проверяющий форму и соответствие, оценивает габариты, соединение картриджа, доступ для сборки и возможность использования предлагаемой вставки в имеющемся пространстве. Функциональный прототип позволяет сравнить варианты в заданных условиях: например, обеспечивает ли переработанный элемент целевой поток, одновременно производя пригодный для использования смешанный выходной продукт. Для запуска в производство необходимы окончательные материалы, метод изготовления, интерфейс, управление процессом и приемочные испытания. Прохождение одного уровня не гарантирует прохождение следующего.

Опубликованные работы демонстрируют ценность печати. ​​Исследователи изготовили и оценили несколько вариантов геометрии смесителей, напечатанных на 3D-принтере, измеряя при этом перепад давления в эксперименте с непрерывным потоком; в более новых работах, находящихся в открытом доступе, также используется аддитивное производство для изготовления форм смесителей, разработанных с помощью компьютерного моделирования. Это свидетельствует о том, что печать может ускорить процесс проектирования , а не является переносимой информацией о производительности двухкомпонентного эпоксидного картриджа. Их жидкости, размеры, конструкция и испытательные стенды отличаются от одноразовой насадки на линии заказчика. ^{1 , 2}

При выборе картриджного смесителя, на первом этапе проектирования прототипа следует задавать краткий вопрос. Если вы проверяете только зазор защелки и расположение выходного отверстия, может быть достаточно предварительной сборки. Если вы хотите сравнить элементы смешивания, в испытании необходимо использовать реальный материал A/B или его обоснованный аналог, заданный расход, правильный картридж и соответствующий метод оценки качества смешивания. Если вы хотите заявить о возможности производства, то сама напечатанная деталь является неправильным окончательным образцом. Наше общее руководство по выбору смесителей охватывает факторы количества элементов и диаметра; в этой статье рассматривается, как изменение технологического процесса влияет на доказательства, лежащие в основе этого выбора.

Печать, механическая обработка и литье отвечают на разные вопросы.

Три варианта обработки не представляют собой простую лестницу от «грубого» к «точному». Внутренняя канавка, изготовленная методом 3D-печати из цельного куска материала, может быть осуществима там, где режущий инструмент недоступен; механическая сборка с разъемными элементами может упростить осмотр канала, но добавить соединение; формованная вставка и корпус могут быть предполагаемой одноразовой конструкцией, но потребуют проектирования инструмента и разработки технологического процесса. Сравните полученный вариант обработки с той же требуемой геометрией и целью испытаний . Не заменяйте чертеж, технологический процесс и измеренную деталь поставщика общим рейтингом цены или допусков.

Выбор маршрута для проекта по созданию одноразового картриджного смесителя

На экране с небольшим экраном проведите пальцем по таблице, чтобы увидеть все столбцы.

Изготовление готовой детали методом печатного формования возможно, если точный процесс, материал и воспроизводимость процесса соответствуют требованиям конкретного применения. Данное руководство не объявляет печатную форму категорически непригодной для производства. Однако для одноразового двухкомпонентного клеевого смесителя переход от печатного формования к литьевому формованию изменяет достаточно много переменных, чтобы тестирование только методом печатного формования не позволило изготовить готовую деталь. Производственный чертеж, полимер, оснастка и план испытаний должны быть утверждены по существу.

Начните с траектории потока, а не с настроек принтера.

Перед изготовлением детали необходимо определить параметры сравнения. Укажите выходное отверстие картриджа и его фиксатор, расстояние между входными отверстиями A/B, диаметр смесителя или площадь открытого пространства, профиль и количество элементов, тип выходного отверстия и допустимую общую длину. Зафиксируйте, является ли рассматриваемая конструкция цельнолитым смесителем, печатной вставкой в ​​существующем корпусе или печатным корпусом вокруг существующей вставки. Это разные конструкции. Изменение внешней оболочки может оставить внутренний путь неизменным; изменение шага элементов может изменить как потери давления, так и смешивание. Следует различать версии чертежей, а не рассматривать похожие по внешнему виду форсунки как один и тот же образец.

Выбор состава не менее важен. Используйте рекомендации производителя клея по соотношению компонентов и инструкции по применению; укажите вязкость каждого компонента, температуру и метод испытания , целевую текучесть, срок службы, планируемый интервал остановки и метод отверждения или приемки смешанного продукта. Одной лишь маркировки «1:1» недостаточно, чтобы определить, сможет ли геометрия выдержать высокое несоответствие вязкости. Если эти данные еще недоступны, чертеж все еще может ответить на вопрос о пригодности материала для примерки, но он не может служить основанием для обоснованного заявления о качестве смеси.

Укажите особенности, которые трудно проверить после изготовления. В руководстве NIST по тестовым образцам для аддитивного производства измеренная геометрическая точность и шероховатость поверхности рассматриваются как часть характеристики готовой детали, а не как предположение, что модель описывает готовую деталь. ³ В закрытом канале, напечатанном с использованием смолы, неудаленная смола может препятствовать прохождению жидкости; в одном из основных исследований микрофлюидных систем также сообщается о протечках и разрушении во время очистки канала в конкретной конструкции. Исследование не является ограничением для смесителя, но оно выявляет практический вопрос проверки: можно ли очистить и проверить весь канал, не повредив деталь? ⁴

Перед нанесением клея осмотрите изготовленный прототип.

Успешная печать файла лишь указывает на попытку сборки. Перед подачей в дозатор проведите краткую входную проверку прототипа. Если закрытый канал невозможно осмотреть или очистить выбранным способом, перепроектируйте его для обеспечения доступа или выберите другой способ изготовления прототипа. Не следует проталкивать реактивный клей через предполагаемый заблокированный канал, чтобы «проверить, закроется ли он».

1. Определите тип сборки. Сохраните версию CAD-модели, информацию о процессе, фактическом материале, идентификаторы станка/сборки, ориентацию, способ постобработки или финишной обработки, а также любые исправления или доработки. Без этой записи невозможно воспроизвести успешный результат испытаний.
2. Проверьте интерфейс. Измерьте размеры сопряжения и убедитесь, что фиксирующий элемент плотно прилегает к нужному картриджу без приложения силы. Проверьте соосность и пути утечки. Визуальная совместимость не является показателем давления.
3. Проверьте текст. Осмотрите место разделения входного отверстия, кромки элементов, внутренний и выходной каналы, а также любые швы или застрявшие опорные элементы/незатвердевший материал. Используйте метод, позволяющий непосредственно осмотреть критическую зону: поперечный разрез, эндоскоп, подходящая визуализация или документированная проверка потока, выбранная с учетом геометрии.
4. Осмотрите после чистки. Запишите метод очистки и повторно проверьте наличие засоров, мусора, повреждений или протечек. Успешность очистки одного отпечатка не гарантирует успешность очистки всех отпечатков или всех материалов.
5. Определите, что еще не доказано. Если испытание проводится только для проверки формы и соответствия, укажите это соответствующим образом. Не следует переводить фразу «собрано правильно» в фразу «безопасно при производственном давлении».

Совместимость материалов — ещё один нерешённый вопрос, не зависящий от внешнего вида. Напечатанный фотополимер, филамент и литьевой полипропилен (PP), полиакрилат (PA) или полибутилентерефталат (PBT) не взаимозаменяемы только потому, что имеют схожую форму. Получите точные данные о материалах и требования к совместимости от производителя клея; проверьте воздействие света, время работы и очистку, если это важно для применения. Не следует делать вывод о химической стойкости на основании общих слов «смола», «нейлон» или «конструкционный пластик».

Проведите корректный функциональный тест, а затем обозначьте его пределы.

Если прототип прошел проверку, сравните его с действующим утвержденным смесителем или со вторым кандидатом в рамках определенного эксперимента. Поддерживайте постоянными параметры клеевого состава, соотношения A/B, картриджа, выходного отверстия, температуры материала, дозатора, целевого расхода и графика пауз в пределах, допускаемых конструкцией. Если необходимо изменить интерфейс, обозначьте результат как сравнение всей сборки ; разница давления или толщины слоя не может быть отнесена только к внутреннему элементу.

Измеряйте количество нанесенного клея в течение заданного интервала времени с требуемой частотой цикла. Записывайте давление на входе и выходе, если устройство оснащено правильно расположенными датчиками; только их разница при одинаковом расходе подтверждает утверждение о падении давления в смесителе . Без этих датчиков записывайте настройку или усилие дозатора и фактический выход клея как наблюдение на системном уровне. Оценивайте качество смешанного клея, используя соответствующий метод отверждения, распределения цвета, твердости, прочности сцепления или другой метод производителя клея — в зависимости от того, какой из них фактически обнаруживает неполное смешивание для данной рецептуры. Только внешний вид может не выявить дефект соотношения или отверждения. Потеря давления в смесителе, качество смешивания, остаточные отходы и поведение клея в течение определенного времени являются отличительными характеристиками, как поясняется в техническом описании medmix. ⁵

Включите запуск и перезапуск после самой длительной реалистичной паузы. Реактивный материал может задерживаться в смесителе во время остановки линии, поэтому демонстрация только непрерывного потока может ответить на неправильный производственный вопрос. Если для печатного материала или узла не указаны безопасные пределы эксплуатации для планируемого дозатора, не проводите испытание под высоким давлением; используйте номинальное приспособление и запросите вместо этого образец, репрезентативный для производства. Применимые пределы давления и безопасности должны быть указаны в документации на сам картридж, смеситель, дозатор и клей, а не в данной статье.

Рекомендации Nordson EFD по выбору элементов связывают выбор и диаметр элементов со свойствами жидкости, противодавлением и требуемым расходом. Это причина для проведения испытаний в условиях, заданных покупателем, а не универсальное правило подсчета элементов. ⁶ Полный метод определения диапазона расхода эпоксидной смолы см. в нашем руководстве по контролируемым испытаниям на расход ; вопрос здесь в том, насколько эти данные сохраняются при изменении технологического процесса производства.

Что необходимо повторить при изготовлении пресс-формы?

Напечатанная геометрия представляет собой проектную гипотезу для формованной детали. Для изготовления оснастки могут потребоваться уклон, линии разъема, изменение стенок, элементы выталкивания, другая геометрия разъема или отдельная вставка. Эти изменения могут повлиять на площадь открытых участков, герметичность или удерживаемый объем, даже если название продукта остается неизменным. Передавайте требования и метод испытаний , а не только CAD-чертеж. Удобный литниковый канал имеет три варианта выбора:

• Зафиксируйте заданную конфигурацию. Утвердите входное отверстие, систему удержания, конструкцию элемента, выходное отверстие, целевой материал, изменения деталей и критические размеры. Четко обозначьте любые варианты замены, выполненные только в виде прототипа.
• Проверьте детали, соответствующие серийному производству. Сначала осмотрите изделия непосредственно в процессе производства, затем повторите функциональные испытания, результаты которых могут меняться в зависимости от материала, поверхности, размеров, сборки или полости. Зафиксируйте любые отклонения и утвержденное решение.
• Определите порядок проведения планового контроля. Определите, какие размеры, внешний вид, сборочные и функциональные проверки остаются необходимыми при производстве различных партий или изменении оснастки. Пределы выборки и приемки определяются планом качества заказчика и соответствующими техническими документами, а не стандартной таблицей.

В настоящее время процесс индивидуальной настройки продукции Haijing предусматривает изготовление прототипов методом печатной печати или пилотного формования для проверки заказчиком, за которым следует изготовление оснастки, проверка первого образца и серийное производство. Опубликованный объем работ по индивидуальной настройке смесителей включает выбор элементов, диаметра, материала и выходного отверстия. Это позволяет обсудить путь от прототипа до оснастки; это не гарантирует , что каждый результат печатного теста будет соответствовать отлитой детали или что конкретная смола для печати одобрена для клея заказчика. После того, как конфигурация станет репрезентативной для серийного производства, по-прежнему необходимы отдельные испытания для выпуска продукции .

Вместо однозначного «прототип пройден» используйте одну запись о передаче.

Наиболее ценным результатом работы прототипа является запись, которая сообщает следующей команде, что следует сохранить, что изменилось и что еще неизвестно. Поля ниже представляют собой пустой шаблон для передачи данных, а не тестовые данные Haijing. Добавляйте только согласованные числовые пределы, полученные из фактического владельца процесса, поставщика материалов и документации на оборудование. Если какое-либо поле неизвестно, оставьте его открытым, вместо того чтобы сообщать о прохождении теста.

Поля передачи прототипа в серийное производство

На экране с небольшим экраном проведите пальцем по таблице, чтобы увидеть все столбцы.

Не следует сводить выбор при закупке к самому дешевому прототипу. Печать обычно позволяет избежать использования специальной производственной формы на этапе пробного производства, в то время как литье требует изготовления оснастки и настройки процесса; себестоимость единицы продукции, отделка, контроль качества, брак и отходы затем меняются в зависимости от количества и конструкции. Запросите ценовое предложение на ту же самую замороженную конфигурацию и требуемый годовой объем. Для осмысленного сравнения учитывайте количество итераций прототипа, стоимость оснастки, стоимость одной детали, контроль качества, ожидаемое количество смен смесителя за смену и стоимость непригодного для использования технологического процесса. Универсальный показатель безубыточности не определяется только производственными этикетками.

Практический следующий шаг в проекте по созданию смесителя клея.

Если у вас есть только концепция, сначала запросите краткое обсуждение DFM (проектирование для технологичности): какие участки и интерфейсы являются существенными, какие могут измениться для пресс-формы, а что можно протестировать с помощью чертежа или опытного образца. Если у вас уже есть напечатанный образец, отправьте исправленный чертеж и краткий отчет о тестировании, а не просто фотографию и заявление о том, что он «сработал». Если существует отлитый образец, переведите обсуждение на различия между первым образцом и испытаниями на соответствие требованиям конкретного применения. Это разные запросы, и для них требуются разные доказательства.

Ассортимент статических смесителей Haijing и процесс их индивидуальной настройки предоставляют отправную точку для обсуждения геометрии картриджных смесителей и процесса производства. Наиболее полезными первоначальными данными являются тип картриджа/интерфейса, материалы клея A/B и их соотношение, требуемый расход или цикл дозирования, требования к выходному отверстию, доступные версии CAD-моделей или прототипов, а также ожидаемый объем заказов. Отправьте имеющуюся информацию; определите, что еще требует ответа от поставщика или производителя клея. Не следует делать никаких заявлений о производительности или возможности производства до тех пор, пока не будут рассмотрены точная конфигурация и условия испытаний.

Два вопроса, которые стоит решить на раннем этапе.

Можно ли использовать напечатанный на 3D-принтере статический смеситель для реальных испытаний адгезии?

Да, после проверки чертежа материал и сборка соответствуют запланированным условиям, и тест четко обозначен как проверка данной конфигурации чертежа. Зафиксируйте расход, давление или усилие, данные о смешивании и точный чертеж. Не используйте его при превышении неуказанных пределов для компонентов и не рассматривайте его результаты как данные для подтверждения пригодности к последующей формовке.

Означает ли наличие печатной вставки, что формованному смесителю требуется меньше проверок?

Это может помочь сфокусировать последующие испытания, исключив неудачные концепции, но не исключает испытаний, на которые влияют изменения материала, канала, поверхности, соединения или размеров. Сравните первые образцы с утвержденным чертежом и повторите проверки критически важных технологических процессов и смешанного выхода. Владелец процесса определяет пределы приемки и план выборочного контроля производства.

Технические источники и область применения

1. Reaction Chemistry & Engineering (2023), экспериментальное сравнение четырех элементов смешивания, изготовленных методом 3D-печати.Реактор непрерывного действия для производства биодизельного топлива; не предназначен для обеспечения адгезии картриджей.
2. Химическая инженерия (2026), обратное проектирование и 3D-печать статических смесителей.Контекст исследования дизайна; никаких заявлений о продукции Haijing не поступало.
3. NIST, испытательный образец для аддитивного производстваПринципы измерения геометрических параметров и поверхностей построенного объекта.
4. Микромашины (2025), эксперимент по очистке замкнутого канала с помощью печати из смолы.Это наблюдение относится к конкретному устройству, а не к спецификации миксера.
5. medmix, Параметры для количественной оценки эффективности смешивания стационарных миксеровРазличные параметры производительности.
6. Nordson EFD, Как выбрать статический смеситель для двухкомпонентных жидкостей. Входные параметры для выбора параметров жидкости, расхода и противодавления.