Published January 1, 2023
| Version v1
Publication
Open
Rapid Prototyping and Tooling Technology to Assist the Development of Low-Cost Dies
- 1. University of Engineering and Technology Taxila
Description
This case study aims toward the importance of the application of rapid prototyping and tooling technology in die design and manufacturing. Many conventional machining processes of die manufacturing, including computer numeric control (CNC) machining and electric discharge machining (EDM), are used by the local manufacturers of die, but these processes are time-consuming and expensive. There is a need to explore opportunities to reduce die manufacturing costs. This paper aims to assist the development of low-cost dies through the application of rapid prototyping and tooling technology. For this purpose, solid works software was used to design the die of a 4-hole Lego Block. 3D printing was incorporated in the existing capability of investment casting process for die manufacturing. A proper gating system design consideration was taken into account to ensure the accurate flow of casting material for achieving fine surface finish. From the results, it has been observed that gating system design with four ingates gives the optimum value of surface finish (~3.4156μm). The proposed rapid prototyping and tooling technology makes the practitioners (tool makers) capable of making dies with complex shapes, superior surface finishes, and dimensional accuracy in less or no time.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تهدف دراسة الحالة هذه إلى أهمية تطبيق النماذج الأولية السريعة وتكنولوجيا الأدوات في تصميم القوالب وتصنيعها. يتم استخدام العديد من عمليات التصنيع التقليدية لتصنيع القوالب، بما في ذلك التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC) وتصنيع التفريغ الكهربائي (EDM)، من قبل الشركات المصنعة المحلية للقوالب، ولكن هذه العمليات تستغرق وقتًا طويلاً ومكلفة. هناك حاجة لاستكشاف الفرص لتقليل تكاليف تصنيع القوالب. تهدف هذه الورقة إلى المساعدة في تطوير القوالب منخفضة التكلفة من خلال تطبيق تقنية النماذج الأولية والأدوات السريعة. لهذا الغرض، تم استخدام برنامج الأعمال الصلبة لتصميم قالب من كتلة ليغو رباعية الفتحات. تم دمج الطباعة ثلاثية الأبعاد في القدرة الحالية لعملية الصب الاستثماري لتصنيع القوالب. تم أخذ تصميم نظام التسوير المناسب في الاعتبار لضمان التدفق الدقيق لمواد الصب لتحقيق تشطيب سطح ناعم. من النتائج، لوحظ أن تصميم نظام التسوير بأربعة بوابات يعطي القيمة المثلى للتشطيب السطحي (~ 3.4156 ميكرومتر). تجعل تقنية النماذج الأولية والأدوات السريعة المقترحة الممارسين (صانعي الأدوات) قادرين على صنع القوالب بأشكال معقدة وتشطيبات سطحية فائقة ودقة الأبعاد في وقت أقل أو بدون وقت.Translated Description (French)
Cette étude de cas vise à souligner l'importance de l'application de la technologie de prototypage et d'outillage rapide dans la conception et la fabrication de matrices. De nombreux procédés d'usinage conventionnels de fabrication de matrices, y compris l'usinage par commande numérique par ordinateur (CNC) et l'usinage par décharge électrique (EDM), sont utilisés par les fabricants locaux de matrices, mais ces procédés prennent du temps et sont coûteux. Il est nécessaire d'explorer les possibilités de réduire les coûts de fabrication des matrices. Cet article vise à aider au développement de matrices à faible coût grâce à l'application de la technologie de prototypage et d'outillage rapide. À cette fin, un logiciel Solid Works a été utilisé pour concevoir la matrice d'un bloc Lego à 4 trous. L'impression 3D a été incorporée dans la capacité existante du processus de coulée d'investissement pour la fabrication de matrices. Une considération appropriée de la conception du système de porte a été prise en compte pour assurer l'écoulement précis du matériau de coulée afin d'obtenir une finition de surface fine. D'après les résultats, il a été observé que la conception du système de porte à quatre entrées donne la valeur optimale de l'état de surface (~ 3,4156 μm). La technologie de prototypage et d'outillage rapide proposée rend les praticiens (fabricants d'outils) capables de fabriquer des matrices avec des formes complexes, des finitions de surface supérieures et une précision dimensionnelle en moins de temps ou en peu de temps.Translated Description (Spanish)
Este estudio de caso apunta a la importancia de la aplicación de la tecnología de creación rápida de prototipos y herramientas en el diseño y la fabricación de troqueles. Muchos procesos de mecanizado convencionales de fabricación de matrices, incluidos el mecanizado por control numérico computarizado (CNC) y el mecanizado por descarga eléctrica (EDM), son utilizados por los fabricantes locales de matrices, pero estos procesos consumen mucho tiempo y son costosos. Existe la necesidad de explorar oportunidades para reducir los costes de fabricación de troqueles. Este documento tiene como objetivo ayudar al desarrollo de matrices de bajo coste mediante la aplicación de tecnología de prototipado rápido y herramientas. Para este propósito, se utilizó el software Solid Works para diseñar el troquel de un bloque de Lego de 4 orificios. La impresión 3D se incorporó a la capacidad existente del proceso de fundición de inversión para la fabricación de matrices. Se tuvo en cuenta una consideración adecuada del diseño del sistema de compuerta para garantizar el flujo preciso del material de fundición para lograr un acabado superficial fino. A partir de los resultados, se ha observado que el diseño del sistema de compuerta con cuatro entradas da el valor óptimo de acabado superficial (~ 3.4156μm). La tecnología de creación rápida de prototipos y herramientas propuesta hace que los profesionales (fabricantes de herramientas) sean capaces de hacer troqueles con formas complejas, acabados superficiales superiores y precisión dimensional en menos o nada de tiempo.Files
matecconf_mtme2023_01002.pdf.pdf
Files
(24 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7624dcbc096921e31a1da610e19a546e
|
24 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقنية النماذج الأولية والأدوات السريعة للمساعدة في تطوير القوالب منخفضة التكلفة
- Translated title (French)
- Technologie de prototypage et d'outillage rapide pour aider au développement de matrices à faible coût
- Translated title (Spanish)
- Tecnología rápida de creación de prototipos y herramientas para ayudar al desarrollo de matrices de bajo coste
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4380538073
- DOI
- 10.1051/matecconf/202338101002
References
- https://openalex.org/W1918763891
- https://openalex.org/W2031860313
- https://openalex.org/W2083906096
- https://openalex.org/W2084325889
- https://openalex.org/W2761330267
- https://openalex.org/W2905439550
- https://openalex.org/W2967464127
- https://openalex.org/W3150157201
- https://openalex.org/W3187095665
- https://openalex.org/W4308394123
- https://openalex.org/W4308548053