【壓力成型】新手一定要知道的12個熱成型設計原則
為什麼我在熱壓製作模具時都失敗?又為什麼模具會產生皺折變形?在開始任何壓力成型項目之前，了解『壓力成型模板的設計原則』其實超!級!重!要!
本文中我們總結許多『3D列印結合壓力成型的必備基本技巧』可以幫助你省下很多時間、耗材、少走冤枉路。趕快一起學起來!!!
想更了解熱熔堆疊 ( FDM )、雷射粉末燒結 ( SLS )、光固化 ( SLA ) 各別技術的應用指南可參考以下 :
【3D列印知識】 SLA 3D列印創建熱成型模板的應用指南
【3D列印知識】 SLS 3D列印創建熱成型模板的應用指南
【3D列印知識】 FDM 3D列印創建熱成型模板的應用指南
本文適用壓力成型機 : Mayku Multiplier桌上型壓力成型機
【重點一覽】
? 傾斜角度
? 寬度>高度
? 通風孔
? 凹陷深度
? 避免銳角
? 圓化角落
? 表面紋理
? 多個模板間隔距離
? 公模板&母模板
? 避免內部直角收緊
? 最大模板體積
避免凹陷部分
一般原則是要避免凹陷部分。如果你形成了具有梁或凹陷的模型，則在塑膠片冷卻後無法將物體取出。儘管使用Mayku EVA Sheets，你可以創建具有較小凹陷以及立體牆上的凹凸文字的模板。
設計熱成型模板時的建議凹陷
如果你的設計需要凹陷部分，請考慮創建由多個開槽部分組成的模板，以幫助釋放成型部分。
傾斜角度
傾斜角度是應用於模型表面的傾斜，可實現更輕松地將模板從塑膠片上釋放。傾斜角度越多，從模板上取出部分和實現均勻厚度就越容易。具體而言，我們建議至少使用5°的最小傾斜角度，以實現最佳的成型和模板釋放。
雷射切割模板上的階梯結構，用於補償缺乏傾斜角度
使用3D列印或CNC銑削等技術適用於具有傾斜角度的模板製造。然而，在使用雷射切割等製造方法時，是無法使用傾斜角度的。在這些情況下，你可以添加“階梯”，由多個小步階構成的斜面，而不是單個大的立體牆。
雷射切割模板用於補償缺乏傾斜角度的階梯示意
寬度>高度
寬的部分比高的部分更容易成型，所以在設計模型時寬度一定要大於高度，或使用輕微的傾斜角度來進行補償。
熱成型模板設計：寬度與高度
通風孔
一些模板設計在成型過程中生成氣袋的凹陷。通過在這些凹陷處添加通風孔，空氣可以在成型過程中排出，從而熱壓出更多細節的部分。
通風孔越多，熱成型模板可以創建具有更高程度細節的部件或模具，並防止氣泡形成，
最終質量就越高。如果你重視模型必須產出精緻的表面文字、紋路細節，這個步驟絕對不能省略
熱成型模板設計：使用通風孔捕捉細節
建議使用「錐形通風孔」
通風孔多寡取決於模板設計，並放在部分凹陷的邊緣和角落附近。
大小也要適中，直徑不超過0.5mm，以便在最終部分上不容易注意到；如果通風孔過大，並且使用的片材薄，則在成型過程中可能會彈開片材，導致成型失敗。
熱成型模板設計：使用通風孔防止氣泡
以下是一些通風孔尺寸和形狀的技術建議：
SLA 3D列印：0.5mm直徑的錐形通風孔。
FDM 3D列印：0.5mm直徑的錐形通風孔。可能需要比0.5mm大的列印分辨率。
SLS 3D列印：對於特定多孔材料，如: 尼龍、某些聚氨酯板材，由於模板多孔性，不需要通風孔。
熱成形模板上的錐形通風孔
通風孔尺寸和形狀在使用SLA 3D列印和FDM 3D列印時是重要考慮因素，因為樹脂可以容易地被困住，或者填充物可以積累在小通風孔內，導致列印問題。
在汽車零部件模板上的通風孔位置
凹陷深度
當將塑膠片成型成三維形狀時，其表面積會增加並變薄。而不同形狀和特徵的模板會有不同的片材比例。例如 : 如果一個模板將塑膠片的表面積加倍，則其平均厚度將減少一半，所以部分最終厚度通常不一致。
如果你的模板具有凹陷，那麼請確保凹陷的深度不超過其表面開口寬度的三分之二。如果更大最終部分表面變薄的風險大大增加。
熱成型模板設計：凹陷深度
避免銳角
熱成型並不適用於具有銳利角（小於90°）的模板。除了最小的傾斜角度，銳利的垂直角更容易導致塑膠片在成型過程中出現網狀撕裂。為了避免這種情況並提高部分質量，請確保模板的所有角落和邊緣都是圓的。
熱成型模板設計：銳利角
圓化角落
在熱成型過程中，加熱的片材會逐漸適應模板並因冷卻而固定在位。當材料接近角落時，它變薄。
為確保一致的部分厚度並提高結構強度，請將角落和邊緣圓滿。角半徑有助於材料的一致流動。
銳角和圓角上的材料厚度比較
表面紋理
即使列印出來的零件上面紋理不明顯，熱成型的部分也會複製零件上的表面紋理，因此在設計時應牢記這一點。如果需要一個光滑表面效果，零件可能需要先進行處理。
使用SLA 3D列印模板時生成的表面紋理
所需的後處理量將根據用於創建模板的技術而有所不同。例如 : 使用FDM 3D列印時，通常會比使用SLA 3D列印的模板壓出更多的層線。
使用Mayku Multiplier可以製造具有最小分辨率為一微米的部分，
在這些情況下，即使是使用SLA 3D列印創建的，這時只需要輕輕打磨最終部分以達到所需的表面處理。
在使用FDM 3D列印熱成型模板時生成的表面紋理
多個模板間隔距離
將多個模板或放得太靠近可能會導致熱成型過程中出現網狀。為了避免這種情況，必須讓間隔空間大於最高模板的高度。
熱成型模板放置在成型區域和建議距離上
此規則主要適用於公模具，其中網狀對最終部分產生負面影響。然而，對於母模板的影響較小，因為網狀不會影響最終部分，最終部分位於內部。在下圖中，你可以看到形成的部分在左側出現了一些網狀，但這不會影響內部的最終部分。
在Mayku Multiplier上形成的塑膠片，在左側出現網狀
公模板&母模板
壓力成型使用公或母模板取決於正在形成的部分。與工具表面接觸的材料一面的尺寸最一致。為確保精確的契合，就由材料面與模板接觸的一面來定義。
在下面的示例中，綠色表示片材與模板接觸的一面具有高度細節。
公模板（左）和母模板（右）
避免內部直角收緊
冷卻可以導致邊緣釋放，但也可以導致內部部分被鎖住。為了避免這種情況，請考慮為在冷卻過程中可能被收緊的特徵添加傾斜角度。
冷卻過程中的收縮方向（黑色箭頭=部分釋放，紅色箭頭=部分被收緊）
最大模板體積
了解每個壓力成型機可使用的最大模板體積至關重要。例如，Mayku Multiplier的最大模板體積約為3.5升(因為壓力室呈圓錐形)。
與Mayku Multiplier兼容的最大模板體積（直徑400mm）
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