StankoinstrumentStankoinstrumentСтанкоинструмент2499-9407Technosphera JSC68927010.22184/2499-9407.2025.40.3.62.67TOOLS AND TOOL SYSTEMSИНСТРУМЕНТ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫResearch ArticleProspects for the application of polymer stamping toolПерспективы применения полимерного штамповочного инструментаKulikovA. D.КуликовАлексей Дмитриевич
Russian Federation

заместитель начальника цеха; Производственный комплекс «Салют»

journal@electronics.ruPetrovP. A.ПетровПавел Александрович
Russian Federation

кандидат технических наук, доцент, кафедра «Обработка материалов давлением и аддитивные технологии»

journal@electronics.ruBurlakovI. A.БурлаковИгорь Андреевич
Russian Federation

доктор технических наук, старший научный сотрудник, профессор

journal@electronics.ruPolshkovP. A.ПолшковПавел Анатольевич
Russian Federation

начальник технологического бюро; Производственный комплекс «Салют»

journal@electronics.ruАО «ОДК»Московский политехнический университет15082025362671408202514082025Copyright ©; 2025, Kulikov A.D., Petrov P.A., Burlakov I.A., Polshkov P.A.Copyright ©; 2025, Куликов А.Д., Петров П.А., Бурлаков И.А., Полшков П.А.2025Kulikov A.D., Petrov P.A., Burlakov I.A., Polshkov P.A.Куликов А.Д., Петров П.А., Бурлаков И.А., Полшков П.А.https://journals.eco-vector.com/2499-9407/article/view/689270

The results of research aimed at expanding the scope of polymer materials application are presented. The fundamental possibility of manufacturing a working tool for stamping sheet plastic parts using the method of extrusion 3D printing is demonstrated. The results of modeling the stamping process with a plastic tool are provided. Contact stresses are determined, and the results of field experiments on the drawing of workpieces of "bushing" type with polymer tools of PLA and ePA-CF grades are presented.

Представлены результаты исследований, направленных на расширение области применения полимерных материалов. Показана принципиальная возможность изготовления рабочего инструмента для штамповки листовых деталей из пластика методом экструзионной 3D-печати. Приведены результаты моделирования процесса штамповки пластиковым инструментом. Определены контактные напряжения и приведены результаты натурных экспериментов по вытяжке заготовок деталей типа «втулка» инструментом изполимеров марок PLA и ePA-CF.

sheet steeldrawingsteel 12Х18Н10ТPLAePA-CFлистовая стальвытяжкасталь 12Х18Н10ТPLAePA-CFБурдуковский В. Г. Технология листовой штамповки. Учебное пособие. Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 2019. 224 с.Юсипов З. И., Каплин Ю. И. Обработка металлов давлением и конструкции штампов. М.: Машиностроение, 1981. 272 с.Gebhardt A., Hötter J.-S. Rapid Tooling. In: Additive Manufacturing 3D Printing for Prototyping and Manufacturing. München: Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG, 2016. PP. 353–394.Afonsoa D., Piresa L., Alves de Sousa R., Torcato R. Direct rapid tooling for polymer processing using sheet metal tools // Procedia Manufacturing. 2017. V. 13. PP. 102–108.Gupta P., Lee J. Rapid prototyping in die manufacturing. Paper presented at The Society of manufacturing Engineers, (1993). PP. 11–13.Jacobs P. F. Stereolithography and other RP&M Technologies: From Rapid Prototyping To Rapid Tooling // ASME Press, New York, NY. (1996).Cheah C. M., Chua C. K., Lee C. W., Lim S. T., Eu K. H., Lin L. T. Rapid sheet metal manufacturing. part 2: direct rapid tooling// Advanced Manufacturing Technology,. 2002. V. 19 (7). PP. 510–515.Lee A., Chung C. W., Ramani K., Schlueter T., Tomovic M. M. WirePath: development of a new method for direct rapid tooling // Proceedings of the 7th ACM Symposium on Solid Modeling and Applications, Saarbrücken (2002).Durgun I. Sheet metal forming using FDM rapid prototype tool // Rapid Prototyping Journal. 2015. V. 21 (4). PP. 412–422.Nakagawa T., Suzuki K. A low cost blanking tool with bainite steel sheet laminated // Proceedings of 21 International MTDR Conference, 1980.Rosochowski A., Matuszak A. Rapid tooling: the state of the art // Journal of Materials Processing Technology. 2000. V. 106 (1/3). PP. 191–198.Liewald M., de Souza J. H. C. New developments on the use of polymeric materials in sheet metal forming // Production Engineering. 2008. V. 2(1). PP. 63–72.Mueller D. H., Mueller H. Experiences using rapid prototyping techniques to manufacture sheet metal forming tools // Proc. ISATA Conf., Dublin. 9 (2000). PP. 25–27.FDM Deep-Draw Metal Forming Tool. [Электронный ресурс] URL: https://www.stratasys.com/contentassets/d19ded4218c14f749618c6b0fa5be033/ab_fdm_metalformingtool_a4_0323a-2-1.pdf?v=49c1f0 (дата обращения:24.04.2025).Frohn-Sörensen P., Geueke M., Tuli T. B. et al. 3D printed prototyping tools for flexible sheet metal drawing // Int J Adv Manuf Technol. 2021. V. 115. PP. 2623–2637.Klimyuk D., Serezhkin M., Plokhikh A. Application of 3D Printing in Sheet Metal Forming // Materials Today: Proceedings. 2021. V. 38 (4). PP. 1579–1583.Bhatia C. V., Patel D. R. A Review on Design of Additively Manufactured 3D Printed Tools for Sheet Metal Forming Processes // ECS Trans. 2022. V. 107. P. 13745.Du Z. H., Chua C. K., Chua Y. S., Loh-Lee K. G., Lim S. T. Rapid sheet metal manufacturing, Part 1: indirect rapid tooling // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2002. V. 19 (1). PP. 411–417.Ferreira R.T.L., Amatte I. C., Dutra T. A., Bürger D. Experimental characterization and micrography of 3D printed PLA and PLA reinforced with short carbon fibers // Composites Part B Engineering. 2017. V. 124 (1). PP. 88–100.Савченя А. А., Ермаков А. И. Исследование влияния технологических параметров 3D-печати PLA-пластиком на механические характеристики изделий // Мировая экономика и бизнес администрирование малых и средних предприятий: материалы 16-го Междунар. науч. семинара, проводимого в рамках 18-й Междунар. науч.-техн. конф. «Наука – образованию, производству, экономике», г. Минск, 26 марта 2020 г. Минск: Право и экономика, 2020. С. 231–232.Залогин М. Ю. и др. Экспериментальное определение и сравнительный анализ характеристик прочности полимеров PPH030GP, ABS и PLA при различных скоростях деформации // Наука и техника. 2019. Т. 18, № 3. С. 233–239.Кулик В. И., Нилов А. С. Аддитивные технологии в производстве изделий авиационной и ракетно-космической техники: учебное пособие. М.: 2018. 160 c.Бурлаков И. А., Полшков П. А., Петров П. А., Сапрыкин Б. Ю. Гибка труб с применением 3D-напечатанного инструмента // Аддитивные технологии. 2022. № 4. С. 32–34.Звонов С. Ю. Разработка и исследование моделированием в программе QForm процесса гибки изделия типа «Улитка» на инструменте из PLA-пластика // QForm Форум «Моделирование процессов штамповки, прокатки и прессования в QForm». М., 2023.Aksenov L. B., Kononov I. Y. 3D Printed Plastic Tool for Al Thin-Sheet Forming // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2019. V. 337. P. 012053.Langstädtler L., Intemann A., Herrmann M., Schenck C., Pegel H., Kuhfuss B. Rapid Tooling for Impulse Forming. ESAFORM 2021. 10.25518/esaform21.2483, (2021), pp. 2483/1–2483/10.Петров П. А., Бурлаков И. А., Полшков П. А. и др. Изучение метода повышения прочности филамента PLA // СТАНКОИНСТРУМЕНТ. 1 (034) (2024). С. 60–64.3D printed press brake forming tools. [Электронный ресурс]. URL: https://www.instructables.com/id/3D-Printed-Press-Brake-Forming-Tools (дата обращения: 24.04.2025).Nakamura N., Mori K., Abe F., Abe Y. Bending of sheet metals using plastic tools made with 3D printer // Procedia Manufacturing, 15 (2018), 737–742.Сережкин М. А., Лавриненко В. Ю., Балахонцева Н. А., Тихонова Е. А. Экспериментальные исследования точности деталей при вытяжке с использованием FDM – инструмента // Известия ТулГУ. Технические науки. 2024. № 4. С. 435–440.Петров П. А., Бурлаков И. А., Полшков П. А. и др. Повышение прочности формообразующего инструмента из полилактида PLA методом закалки // СТАНКОИНСТРУМЕНТ. 2023. № 1. С. 58–65.Бурлаков И. А., Полшков П. А., Петров П. А., Шаболин М. В. Зависимость геометрической точности труб от технологических параметров гибки инструментом из полилактида PLA // Известия ТулГУ. Технические науки. 2023. № 3. С. 136–141.Куликов А. Д., Бурлаков И. А., Петров П. А., Полшков П. А. Штамповка тонкостенных заготовок с применением инструмента из полиактида PLA // Известия ТулГУ. Технические науки. 2023. № 12. С. 616–620.Власов А. В., Стебунов С. А., Евсюков С. А. и др. Конечно-элементное моделирование технологических процессов ковки и объемной штамповки. М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2019. 383 с.