Návrh kavity vstřikovací formy optimalizované pro plastový 3D tisk

Abstract

Tato bakalářská práce zkoumá potenciál využití 3D tisku k výrobě forem pro vstřikování plastů. Cílem bylo navrhnout funkční formy pro jejich výrobu pomocí aditivní výroby a najít doporučení pro jejich vypracování k zadanému dílu. Práce se zaměřila na kompletní proces: optimalizaci dílů, vytvoření testovacích forem, porovnání materiálů a výrobu finální formy. Zpočátku byl zadaný díl optimalizován pro vstřikování plastů. Konstrukční změny zahrnovaly úpravu tloušťky stěn, propojení tenkých částí pro lepší vyrobitelnost a pevnost a zavedení správných úhlů úkosu pro zajištění snadného vyjímání z formy. Tyto úpravy zajistily kompatibilitu dílů s procesem vstřikování a snížily riziko vad. Pro testování úkosů na nejrizikovějších částech formy byly navrženy testovací formy. Na nich byl zkoumán vliv úkosů na žebrech, pro užší škálu úhlů, výšek a počtů žeber. Formy byly vyrobeny pomocí 3D tisku ze dvou různých materiálů a následovalo porovnání jejich vlastností během opakovaných vstřikovacích cyklů. Hodnocení se zaměřilo na opotřebení formy, kvalitu povrchu vylisovaných dílů a snadnost vyjímání. Jeden z materiálů vykazoval vynikající rozměrovou stabilitu a odolnost vůči teplu a tlaku, což ho činí vhodnějším pro praktické aplikace vstřikování. Na základě výsledků testování byly provedeny finální úpravy konstrukce formy. Následně byla z preferovaného materiálu vytištěna plnohodnotná forma, která byla použita k výrobě cílových komponentů. Vyrobené díly splňovaly požadované nároky na kvalitu, což potvrzuje, že proces, od prvotního návrhu v CAD, přes optimalizaci až po fyzickou výrobu byl správný. Práce potvrzuje, že formy vyráběné 3D tiskem z plastového materiálu lze použít pro maloobjemové vstřikování plastů. Tato metoda nabízí rychlé, flexibilní a nákladově efektivní řešení pro výrobu prototypů a malých sérií.