Литье под давлением и 3D-печать: Какой метод лучше?

Литье под давлением и 3D-печать - два самых популярных метода производства пластиковых деталей. У обоих есть свои преимущества и недостатки, когда речь идет о таких факторах, как стоимость, скорость, прочность, свобода дизайна и многое другое.

Как же узнать, какой процесс лучше подходит для вашей конкретной задачи? В этом исчерпывающем руководстве вы, как профессионал производитель литья под давлениемМы сравним литье под давлением и 3D-печать по десяти факторам, чтобы помочь вам сделать правильный выбор.

Как работает литье под давлением

При литье под давлением пластмассовые детали создаются путем впрыска расплавленного пластика под высоким давлением в форму. Форма имеет полость, которая придает детали форму.

Вот краткий обзор процесса литья под давлением:

1. Пластиковые гранулы подаются в нагретую бочку, где они расплавляются.
2. Шнек под давлением впрыскивает расплавленный пластик в полость формы.
3. Пластик остывает и затвердевает, приобретая окончательную форму детали.
4. Форма открывается, и деталь вылетает наружу.

Этот процесс позволяет быстро изготавливать сложные пластиковые детали с высокими допусками. Однако литье под давлением требует предварительных инвестиций в стальную или алюминиевую оснастку.

Как работает 3D-печать

3D-печать создает пластиковые детали слой за слоем, используя такие материалы, как пластиковая нить, смола или порошок. Детали изготавливаются на основе файлов 3D-моделей, а не традиционной оснастки.

Основной процесс выглядит следующим образом:

1. Цифровой файл 3D-проекта нарезается на слои
2. Принтер наносит последовательные слои материала
3. Слои соединяются вместе, создавая конечную деталь

Благодаря отсутствию необходимости в оснастке 3D-печать обеспечивает быстрые итерации дизайна и производство по требованию. Однако время цикла печати каждой детали медленнее по сравнению с литьем под давлением.

Теперь, когда мы рассмотрели основы каждого процесса, давайте посмотрим, как они соотносятся по десяти важным факторам:

Литье под давлением и 3D-печать: Какой метод лучше?

Время выполнения

• Литье под давлением - Недели или месяцы; требуется время для обработки стальных/алюминиевых форм
• 3D-печать - Часы или дни; отсутствие оснастки минимизирует время изготовления

Очевидно, что 3D-печать имеет значительное преимущество, когда речь идет о сроках выполнения заказа. Возможность сразу перейти от проектирования к печати деталей делает ее идеальной для прототипов и малосерийного производства.

Стоимость установки

• Литье под давлением - $10,000+ для одной стальной формы
• 3D-печать - $100 - $1,000+ для принтера

Пресс-формы для литья под давлением - это дорогие прецизионные инструменты, стоимость которых зачастую составляет десятки тысяч долларов. По сравнению с ними 3D-принтеры стали очень доступными.

Количество деталей

• Литье под давлением - От тысяч до миллионов деталей
• 3D-печать - От 10 до 10 000+ деталей

Экономика литья под давлением благоприятствует большим количествам деталей для максимального использования пресс-формы. 3D-печать, как правило, имеет смысл для меньшего количества деталей.

Размер детали

• Литье под давлением - Без ограничений; ограничение только по размеру пресс-формы/пресса
• 3D-печать - Ограничение по объему сборки принтера

Очень большие детали могут быть изготовлены только методом литья под давлением в зависимости от используемой технологии 3D-печати. Новые крупногабаритные 3D-принтеры могут быстро производить большие детали.

Свобода дизайна

• Литье под давлением - Ограничение; требуются черновые углы
• 3D-печать - Высокая степень; сложные геометрические формы легко печатаются

3D-печать предоставляет гораздо больше свободы при создании геометрии деталей. Самоподдерживающиеся углы и сложные внутренние структуры - не проблема.

Точность и допуски

• Литье под давлением - ±0,005 дюйма или плотнее
• 3D-печать - В среднем ±0,030 дюйма; зависит от процесса

Прецизионные стальные пресс-формы позволяют литью под давлением достигать более жестких допусков. Точность 3D-печати неуклонно повышается, но все еще не достигла уровня литья под давлением.

Отделка поверхности

• Литье под давлением - Глянцевая, гладкая отделка из литого инструмента
• 3D-печать - Линии слоев вызывают грубую "ступенчатую" отделку

Большинство деталей, изготовленных методом литья под давлением, имеют лучший косметический вид прямо из формы, не требуя последующей обработки. 3D-печатные детали обычно нуждаются в шлифовке/полировке.

Прочность деталей

• Литье под давлением - Отличный; плотный, однородный материал
• 3D-печать - Варьируется; зависит от ориентации печати

Процесс послойного изготовления при 3D-печати приводит к анизотропным свойствам материала. Детали могут быть слабее вдоль определенных осей.

Варианты материалов

• Литье под давлением - Широкий ассортимент; сотни термопластов/термореактивов
• 3D-печать - Ограниченный, но растущий набор пластиков

Для литья под давлением подходит практически любая пластиковая смола. Выбор материалов для 3D-печати в настоящее время более узкий, но быстро расширяется.

Воздействие на окружающую среду

• Литье под давлением - Высокий процент брака; неперерабатываемые полозья
• 3D-печать - Мало отходов; опоры легко снимаются/перерабатываются

Благодаря своей аддитивной природе 3D-печать использует только необходимое количество материала, что приводит к уменьшению количества отходов. Обработка пресс-форм также требует больших экологических затрат.

В каких случаях следует использовать литье под давлением, а в каких - 3D-печать?

Теперь, когда вы знаете основные различия между этими двумя методами производства, вот краткое руководство о том, что лучше выбрать - литье под давлением или 3D-печать:

Лучшие области применения литья под давлением

• Большие объемы производства, превышающие 10 000+ деталей
• Жесткие требования к допускам и точности
• Детали с тонкой производственной отделкой
• Ситуации, когда прочность материала имеет решающее значение
• Большие габаритные размеры деталей

Лучшие приложения для 3D-печати

• Создание прототипов и раннее тестирование с использованием функциональных термопластов
• Производство мостов до того, как будут готовы инструменты для литья под давлением
• Короткие сроки изготовления деталей
• Малые и средние объемы производства до 10 000 деталей
• Сложные и нестандартные геометрии деталей
• Зажимы, приспособления, монтажные приспособления и инструменты для конечного производства

Помните, что не обязательно выбирать одно или другое. Многие проекты по разработке продуктов начинаются с 3D-печатных прототипов, затем для тестирования используется небольшая партия деталей, отлитых под давлением, и только после этого можно переходить к массовому производству.

Сочетание 3D-печати и литья под давлением позволяет использовать сильные стороны каждого процесса на соответствующем этапе. Такая гибридная стратегия позволяет быстрее выводить на рынок высококачественную продукцию.

Итоги

При сравнении литья под давлением и 3D-печати не существует универсального "лучшего" выбора. Выбор правильного метода производства зависит от таких параметров, как количество, качество, дизайн, время выполнения заказа и многое другое.

Литье под давлением имеет смысл для массового производства, в то время как 3D-печать подходит для небольших объемов и персонализации. Часто использование обеих технологий в тандеме дает наилучшие результаты.

Надеемся, что этот обзор даст вам сбалансированную точку зрения на решение о выборе между литьем под давлением и 3D-печатью. Обращайтесь к нам, если вам нужны рекомендации по выбору оптимального процесса для вашего следующего проекта!