Improving the product development process of injection molded parts by utilization of additively manufactured molding tools
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2017-08-28
Department
Major/Subject
Koneensuunnittelu
Mcode
K3001
Degree programme
Konetekniikan koulutusohjelma
Language
en
Pages
89
Series
Abstract
The purpose of this thesis is to study the potential of improving the product development process of injection molded parts by utilizing additively manufactured injection molding tools. The solution to achieve this goal is to produce injection molded prototypes for extensive testing early in the process before the production tools have been manufactured. By decreasing the risks of changes in the production mold and earlier certification tests, on the product that is being developed, helps to improve the overall lead time of the process. The technical feasibility of using additively manufactured injection molding tools, both tools made out of plastic resin and metal powder, has been proved successful in academic research and industrial case studies. In this study, the methods of utilizing additively manufactured injection molding tools were tested by designing a mold frame for testing tools manufactured out of different materials with different additive manufacturing methods. Three case studies were carried out, with a new part for each case. Technical feasibility of the tools as well as the benefits and limitations of utilizing them in the product development process were analyzed based on the results from these case studies. The theoretical part of the study was based on literature, scientific articles, journals and case studies. The results show that additively manufactured injection molding tools can be beneficial in product development phases where testing of prototypes that are manufactured out of the final material and with injection molding is needed. The lead time of the process as well as the risks of changes to the production tools can be reduced by producing these kinds of prototypes early in the process.Målet med det här arbetet är att studera potentialen av att förbättra produktutvecklingsprocessen av formsprutade delar genom att utnyttja additivt tillverkade formsprutsverktyg. Lösningen till detta mål är att producera formsprutade prototyper för omfattande testning, i ett tidigt skede av utvecklingsprocessen, innan produktionsverktygen har tillverkats. Genom att minska på riskerna som är involverade i en ändring av produktionsverktyget samt genom tidigare certifieringstester, kan helhetsledtiden minskas för processen. Den tekniska genomförbarheten av additivt tillverkade formsprutsverktyg, både tillverkade av plastharts och metallpulver, har bevisats i såväl akademiska undersökningar som i industriella fallstudier. I den här studien testades metoder för utnyttjande av additivt tillverkade formsprutsverktyg genom att designa en formram för att testa additivt tillverkade verktyg av olika material och metoder. Tre fallstudier gjordes, med en ny del för varje studie. Den tekniska genomförbarheten av verktygen samt för- och nackdelar med att utnyttja dem analyserades på basis av resultaten från dessa fallstudier. Den teoretiska delen av studien baserar sig på litteratur, vetenskapliga artiklar, tidskrifter samt fallstudier. Resultaten visar att additivt tillverkade formsprutsverktyg kan vara fördelaktiga i produktutvecklingsfaser där testning av prototyper kräver att delen är tillverkad av det slutliga materialet samt genom formsprutning. Ledtiden för helhetsprocessen samt riskerna med att ändra på produktionsverktyget kan minskas genom tillverkning av dessa prototyper i ett tidigt skede av produktutvecklingsprocessen.Description
Supervisor
Partanen, JouniThesis advisor
Held, ThomasKeywords
additive manufacturing, rapid tooling, prototyping, injection molding, product development