Formowanie wtryskowe i druk 3D to dwie najpopularniejsze metody produkcji części z tworzyw sztucznych. Obie mają swoje zalety i wady, jeśli chodzi o czynniki takie jak koszt, szybkość, wytrzymałość, swoboda projektowania i inne.
Skąd więc wiedzieć, który proces jest lepszy dla danego zastosowania? W tym kompleksowym przewodniku, jako profesjonalista producent form wtryskowychPorównamy formowanie wtryskowe z drukiem 3D pod kątem dziesięciu czynników, aby pomóc Ci dokonać właściwego wyboru.
Jak działa formowanie wtryskowe
Formowanie wtryskowe tworzy części z tworzyw sztucznych poprzez wtryskiwanie stopionego tworzywa sztucznego pod wysokim ciśnieniem do formy. Forma ma wgłębienie, które nadaje części jej kształt.
Oto krótki przegląd procesu formowania wtryskowego:
- Plastikowe granulki są podawane do podgrzewanej beczki, gdzie ulegają stopieniu.
- Ślimak wtryskuje stopione tworzywo sztuczne do gniazda formy pod ciśnieniem.
- Tworzywo sztuczne stygnie i zestala się, tworząc ostateczny kształt części.
- Forma otwiera się i część zostaje wyrzucona.
Proces ten pozwala na szybką produkcję skomplikowanych części z tworzyw sztucznych o wysokiej tolerancji. Formowanie wtryskowe wymaga jednak początkowych inwestycji w stalowe lub aluminiowe oprzyrządowanie.
Jak działa druk 3D
Druk 3D tworzy plastikowe części warstwa po warstwie przy użyciu materiałów takich jak plastikowy filament, żywica lub proszku. Części są produkowane na podstawie plików modeli 3D, a nie tradycyjnych narzędzi.
Podstawowy proces wygląda następująco:
- Cyfrowy plik projektu 3D jest dzielony na warstwy
- Drukarka nakłada kolejne warstwy materiału
- Warstwy są łączone ze sobą, tworząc ostateczną część
Druk 3D nie wymaga oprzyrządowania, co pozwala na szybką iterację projektu i produkcję na żądanie. Jednak czas cyklu drukowania każdej części jest wolniejszy w porównaniu do formowania wtryskowego.
Teraz, gdy omówiliśmy już podstawy każdego procesu, zobaczmy, jak wypadają one w porównaniu z dziesięcioma ważnymi czynnikami:
Formowanie wtryskowe a druk 3D: Która metoda jest lepsza?
Czas realizacji
- Formowanie wtryskowe - Tygodnie lub miesiące; czas potrzebny na obróbkę form stalowych/aluminiowych
- Drukowanie 3D - Godziny lub dni; brak oprzyrządowania minimalizuje czas realizacji
Druk 3D ma oczywiście znaczną przewagę, jeśli chodzi o czas realizacji. Możliwość przejścia od projektu do wydrukowanej części sprawia, że jest to idealne rozwiązanie dla prototypów i produkcji małoseryjnej.
Koszt konfiguracji
- Formowanie wtryskowe - $10,000+ dla pojedynczej formy stalowej
- Drukowanie 3D - $100 do $1,000+ dla drukarki
Formy wtryskowe to drogie, precyzyjne narzędzia, które często kosztują dziesiątki tysięcy dolarów. Dla porównania, drukarki 3D stały się bardzo przystępne cenowo.
Ilość części
- Formowanie wtryskowe - Tysiące do milionów części
- Drukowanie 3D - Od 10 do ponad 10 000 części
Ekonomia formowania wtryskowego faworyzuje duże ilości, aby zmaksymalizować wykorzystanie formy. Druk 3D ma większy sens w przypadku mniejszej liczby części.
Rozmiar części
- Formowanie wtryskowe - Brak ograniczeń; ograniczony jedynie rozmiarem formy/prasy
- Drukowanie 3D - Ograniczona objętość wydruku drukarki
Bardzo duże części mogą być możliwe do wytworzenia wyłącznie metodą formowania wtryskowego, w zależności od zastosowanej technologii druku 3D. Nowe wielkogabarytowe drukarki 3D mogą szybko produkować duże części.
Swoboda projektowania
- Formowanie wtryskowe - Restrykcyjne; wymagane kąty zanurzenia
- Drukowanie 3D - Wysoki stopień; łatwe drukowanie złożonych geometrii
Druk 3D oferuje znacznie większą swobodę, jeśli chodzi o geometrię części. Samonośne kąty i złożone struktury wewnętrzne nie stanowią problemu.
Dokładność i tolerancje
- Formowanie wtryskowe - ±0,005 cala lub mniej
- Drukowanie 3D - ±0,030 cala średnio; różni się w zależności od procesu
Precyzyjne formy stalowe umożliwiają formowanie wtryskowe w celu uzyskania ściślejszych tolerancji. Dokładność druku 3D stale się poprawia, ale wciąż pozostaje w tyle za formowaniem wtryskowym.
Wykończenie powierzchni
- Formowanie wtryskowe - Błyszczące, gładkie wykończenie z formowanego narzędzia
- Drukowanie 3D - Linie warstw powodują szorstkie wykończenie "schodkowe"
Większość części formowanych wtryskowo ma lepszy wygląd kosmetyczny prosto z formy, bez konieczności późniejszej obróbki. Części drukowane 3D zazwyczaj wymagają szlifowania/polerowania.
Siła części
- Formowanie wtryskowe - Doskonały; gęsty, jednolity materiał
- Drukowanie 3D - Różne; zależy od orientacji druku
Warstwowy proces produkcji w druku 3D prowadzi do anizotropowych właściwości materiału. Części mogą być słabsze wzdłuż niektórych osi.
Opcje materiałowe
- Formowanie wtryskowe - Szeroki zakres; setki tworzyw termoplastycznych/termoutwardzalnych
- Drukowanie 3D - Ograniczony, ale rosnący zestaw tworzyw sztucznych
Formowanie wtryskowe działa z niemal każdą żywicą z tworzywa sztucznego. Wybór materiałów do druku 3D jest obecnie węższy, ale szybko się rozszerza.
Wpływ na środowisko
- Formowanie wtryskowe - Wysoki wskaźnik złomowania; prowadnice nienadające się do recyklingu
- Drukowanie 3D - Niski poziom odpadów; wsporniki łatwe do usunięcia/recyklingu
Biorąc pod uwagę jego addytywny charakter, druk 3D wykorzystuje tylko wymaganą ilość materiału, co prowadzi do mniejszej ilości odpadów. Obróbka form również wiąże się z wyższymi kosztami środowiskowymi.
Kiedy stosować formowanie wtryskowe, a kiedy druk 3D?
Teraz, gdy znasz już podstawowe różnice między tymi dwiema metodami produkcji, oto krótki przewodnik na temat tego, kiedy formowanie wtryskowe lub druk 3D jest lepszym wyborem:
Najlepsze zastosowania formowania wtryskowego
- Produkcja wielkoseryjna przekraczająca ponad 10 000 części
- Ścisłe wymagania dotyczące tolerancji i precyzji
- Części z precyzyjnymi wykończeniami klasy produkcyjnej
- Sytuacje, w których wytrzymałość materiału ma krytyczne znaczenie
- Duże rozmiary części
Najlepsze zastosowania dla druku 3D
- Prototypowanie i wczesne testowanie funkcjonalnych tworzyw termoplastycznych
- Produkcja pomostowa przed przygotowaniem narzędzi do formowania wtryskowego
- Krótki czas realizacji od projektu do części
- Niskie i średnie wielkości produkcji poniżej 10 000 części
- Złożone i niestandardowe geometrie części
- Przyrządy, uchwyty, pomoce montażowe i narzędzia do produkcji końcowej
Należy pamiętać, że niekoniecznie trzeba wybierać jedną lub drugą metodę. Wiele projektów związanych z rozwojem produktów rozpoczyna się od prototypów drukowanych w 3D, a następnie wykorzystuje niewielką partię części formowanych wtryskowo do testowania, zanim w końcu przejdzie do pełnej produkcji masowej.
Połączenie druku 3D i formowania wtryskowego pozwala wykorzystać mocne strony każdego procesu na odpowiednim etapie. Ta hybrydowa strategia skutkuje szybszym wprowadzaniem na rynek wysokiej jakości produktów.
Podsumowanie
Porównując formowanie wtryskowe z drukiem 3D, nie ma uniwersalnego "lepszego" wyboru. Wybór odpowiedniej metody produkcji zależy od takich parametrów jak ilość, jakość, projekt, czas realizacji i wiele innych.
Formowanie wtryskowe ma sens w przypadku produkcji masowej, podczas gdy druk 3D nadaje się do niskich nakładów z możliwością personalizacji. Często wykorzystanie obu technologii w tandemie daje najlepsze rezultaty.
Mamy nadzieję, że ten przegląd daje zrównoważone spojrzenie na decyzję dotyczącą formowania wtryskowego i druku 3D. Skontaktuj się z nami, jeśli potrzebujesz wskazówek dotyczących wyboru optymalnego procesu dla swojego następnego projektu!
Polish 
English 
German 
Spanish 
French 
Italian