3D 列印射出成型模具製作回收塑料客製鍵盤

西班牙產品設計師 Juan Ignacio Carmona 在 Form 3 雷射光固化 (SLA) 3D 列印機和 HoliPress 桌面型射出成型機的幫助下完成了他的論文項目。 

該專案包含創建與 CAD 軟體 Blender 結合使用的客製機械鍵盤。它的鍵帽由回收塑料物件製成，使用 Form 3 搭配高強度 10K 樹脂印刷的模具。

利用回收提高效益

▲在此專案中進行回收的廢棄 FDM 3D 列印 ABS 物件。 

ABS 是一種源自石油的熱塑性塑料，由於其強度和耐用性，是熱融沉積成型 (FDM) 3D 列印中最常用的材料之一。ABS 為非生物降解材料，但作為熱塑性塑料，如果與其他塑料適當分離，便可以回收再利用。

ABS 是理想的成型材料，用於成型常見的塑料零件，例如樂高積木。在其液態下，它具有很強的延展性並且不太粘，這使得它具有很高的精度和精細細節，並防止它粘在模具上。它還冷卻快，熱收縮率小，使成型過程快速簡單。

除了改善關鍵美學之外，使用回收 ABS 還為產品增加了可延續價值，因為它重複使用了本來會被浪費的材料。除了對環境有益之外，使用回收塑料還可以吸引重視可延續性和關心環境的消費者。

Los Hacedores 是 Carmona 合作該專案的馬德里 Formlabs 合作夥伴，專門從事 3D 列印和建模，他們經常使用的軟體是 Blender。Blender 是免費和開源的資源，也是世界上最知名和使用最多的 3D 建模程序之一，但由於其功能和控制種類的多樣性，Blender 也因複雜的學習而聞名。

Los Hacedores 的團隊確定在 Blender 中使用數字鍵盤鍵，並根據其用途對其進行著色，使其更易於使用，這有助於提高公司的效率和效益。該專案的目標是作為射出成型模具試驗，以創建與電腦兼容並允許自定義的獨立數字鍵盤，包括將功能分配給不同的鍵。

使用 3D 列印模具進行射出成型

對於這個專案，Carmona 使用了 Form 3 SLA 3D 列印機和 HoliPress 台式射出成型機。 

Form 3 是一款經濟實惠的專業例印機，體積小巧，可提供廣泛的材料選擇，包括適用於成型的進階工程設計。Carmona 嘗試了不同的樹脂來製造模具，包括灰色 Pro 樹脂、耐高溫樹脂和高強度 10K 樹脂。

• 高強度 10K 樹脂 是 Formlabs 推薦的射出成型模具材料，因為它結合了強度、硬度和耐熱性。它是一種工業級高玻纖填充材料，HDT 為 218°C @ 0.45 MPa，拉伸模量為 10,000 MPa。
• 耐高溫樹脂 也可被視為高強度 10K 樹脂的替代品。這種樹脂的 HDT 為 238°C @ 0.45 MPa，是 Formlabs 樹脂中最高的，使其能夠承受高成型溫度。然而，高溫樹脂的列印物件比高強度 10K 樹脂的列印物件更脆，並且在壓力下會更早破裂。
• 灰色 Pro 樹脂 是第三種選擇，只適用於小型和少量零件，例如桌面型射出成型。當壓力和溫度較低且成型零件的尺寸精度不太重要時，應使用它。由灰色 Pro 樹脂製成的模具在斷裂前會彎曲，隨著模具使用時間的推移，精度會下降。

這在下表中進行了總結，其中更多的星表示在該條件下更好的性能。

▲用高強度 10K 樹脂列印的射出成型模具。

HoliPress 是一種射出成型機，由帶有電阻器的管子組成，用於加熱和熔化材料。接著使用手動或自動活塞將材料注入模具，從而可以創建比其他技術更複雜的形狀。

▲帶有回收鍵的數字鍵盤成品。

傳統來說，射出成型機成本高、尺寸大，因為它們是為工業用途而開發的，但 HoliPress 的尺寸和價格更適合內部原型製作和小批量生產，並且更易於使用其熱控制器和手動活塞。儘管射出成型能力不高（最大 16 立方公分），但由於所需零件的尺寸較小，這並未成為專案的問題。

在內部嘗試射出成型

▲回收射出成型的鍵盤具有獨特的顏色。

Carmona 說：「只要有足夠的時間和貢獻，任何人都可以在自己的家中取得類似的成果，而無需大型設施或工廠。」

該專案很好地展示了桌面型 3D 列印和射出成型的潛力，並展示了由回收材料製成的產品的美麗和獨特性。 

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