Является ли литье под давлением разновидностью аддитивного производства?

Литье под давлением и аддитивное производство - два разных производственных процесса, которые часто сравнивают. Но является ли литье под давлением на самом деле формой аддитивного производства? Как профессионал производитель литья под давлениемЯ помогу вам это выяснить.

Является ли литье под давлением аддитивным производством?

Короткий ответ таков Нет, литье под давлением не считается видом аддитивного производства. Хотя оба процесса подразумевают наращивание материала для создания детали, между ними есть несколько ключевых различий.

Аддитивное производство, также известное как 3D-печатьЭто процесс, при котором деталь создается слой за слоем на основе цифровой модели. Наиболее распространенные технологии аддитивного производства включают моделирование с плавленым осаждением (FDM), стереолитографию (SLA) и селективное лазерное спекание (SLS).

В отличие от этого, литье под давлением - это производственный процесс, при котором расплавленный пластик впрыскивается под высоким давлением в полость формы. Форма создается заранее, исходя из желаемой формы конечной детали.

Таким образом, хотя и аддитивное производство, и литье под давлением создают материал, ключевое различие заключается в том, как этот материал наносится и формируется:

• Аддитивное производство послойное нанесение материала на основе цифровой модели
• Литье под давлением впрыскивает расплавленный пластик в предварительно отформованную форму

Из-за этого фундаментального различия в процессе литье под давлением считается отдельным методом производства от аддитивных технологий, таких как 3D-печать.

Сравнение аддитивного производства и литья под давлением

Помимо основного различия в технологическом процессе, есть еще несколько факторов, которые отличают аддитивное производство от литья под давлением:

1. Скорость

Литье под давлением - очень быстрый процесс, способный производить сотни и даже тысячи одинаковых деталей в час. Машина для литья под давлением может изготовить деталь менее чем за минуту, как только форма будет готова.

Для сравнения, большинство технологий аддитивного производства создают детали относительно медленно, по одному слою за раз. 3D-печать деталей может занимать часы или даже дни в зависимости от их размера и сложности.

2. Предварительные расходы

Формы, необходимые для литья под давлением, могут быть очень дорогими, часто их стоимость достигает $100 000 и более. Это означает, что для литья под давлением требуются очень большие первоначальные инвестиции.

Аддитивное производство имеет относительно низкие первоначальные затраты. Настольный 3D-принтер и материалы могут стоить всего несколько тысяч долларов для начала работы. Не требуется никакой оснастки, поскольку детали создаются непосредственно из цифрового файла.

3. Свобода дизайна

Одно из главных преимуществ аддитивного производства - беспрецедентная свобода проектирования. Сложнейшие геометрии с внутренними пустотами и решетчатыми структурами - не проблема.

Конструирование деталей при литье под давлением ограничено ограничениями, связанными с извлечением цельной детали из пресс-формы. Простые расколы в оснастке могут обеспечить некоторые формы подрезов, но в целом возможности проектирования деталей более ограничены по сравнению с 3D-печатью.

4. Постобработка

Детали, изготовленные методом аддитивного производства, часто требуют удаления опор и шлифовки для сглаживания слоистых поверхностей. Дополнительная постобработка, например сглаживание паром или окрашивание, может еще больше улучшить внешний вид детали.

В отличие от этого, детали, изготовленные методом литья под давлением, могут быть готовы к использованию прямо из пресс-формы, не требуя никакой последующей обработки. Исключение могут составлять детали, нуждающиеся в дополнительных методах декорирования, таких как тампонная печать.

5. Объемы производства

Благодаря быстрому времени цикла литье под давлением действительно подходит для массового производства, когда изготавливаются сотни, тысячи или даже миллионы одинаковых деталей. Пресс-формы обычно рассчитаны на 100 000+ циклов.

В основном аддитивное производство лучше подходит для мелкосерийного производства из-за относительно низкой скорости сборки. Конечно, с учетом высокой стоимости литьевых форм 3D-печать может конкурировать по стоимости при меньших объемах.

Является ли литье под давлением гибридным аддитивным процессом?

В некоторых случаях аддитивное производство сочетается с литьем под давлением для создания так называемых "гибридных производственных процессов".

Например, одним из новых приложений является использование 3D-печати по металлу для изготовления литьевых форм с конформными каналами охлаждения. Это позволяет ускорить и повысить качество литья под давлением при сокращении времени цикла.

Поэтому, хотя основная технология литья под давлением не считается аддитивным производством, интеграция 3D-печати в рабочий процесс изготовления форм представляет собой один из видов гибридного подхода.

Роль добавок в литье под давлением

Как было показано выше в случае с гибридными методами оснастки, аддитивное производство может играть важную роль в более широком рабочем процессе литья под давлением, даже если основная технология литья остается совершенно иной.

Вот несколько примеров, когда производители используют 3D-печать наряду с литьем под давлением или в поддержку ему:

• Прототипы - Быстро протестируйте концепцию или оцените соответствие и функциональность конструкции с помощью недорогих 3D-печатных деталей, прежде чем вкладывать средства в производство полного литья под давлением.
• Производство мостов - Переход к 3D-печати для производства небольших объемов продукции в промежутках между возможностями литья под давлением. Помогает продлить жизненный цикл продукции в небольших масштабах.
• Нестандартные детали для конечного использования - Сочетание менее объемных 3D-печатных деталей и более объемных деталей, изготовленных методом литья под давлением, обеспечивает массовую кастомизацию.
• Пресс-формы и оснастка - Как уже говорилось, использование аддитивов для производства сложных литьевых форм позволяет повысить качество и производительность.
• Крепления - Печать индивидуальных приспособлений, оснастки и направляющих с помощью настольных принтеров для облегчения наладки и выпуска литья под давлением.

По сути, аддитивные технологии обеспечивают дополнительные возможности, которые расширяют и улучшают литье под давлением на протяжении всего жизненного цикла изделия.

Эти два метода производства работают рука об руку. Поэтому, называя литье под давлением аддитивным, вы преуменьшаете различия, которые позволяют рабочим процессам литья под давлением стать более гибкими и оперативными от начала и до конца.

Вывод: литье под давлением дополняет аддитивное производство

Хотя аддитивное и литье под давлением оба производят пластиковые детали, они используют принципиально разные подходы к созданию и закреплению материала. Такие ключевые факторы, как скорость, стоимость, масштабируемость и свобода проектирования, четко разграничивают эти две методологии.

Вместо того чтобы рассматривать литье под давлением как подмножество аддитивных технологий, его лучше рассматривать как дополнительный процесс, усовершенствованный 3D-печатью. Производители используют аддитивные технологии для расширения возможностей прототипирования, изготовления инструментов, мостового производства, кастомизации и создания приспособлений в поддержку масштабируемого литья под давлением.

Синергия этих двух технологий позволяет создавать гибкие и быстро реагирующие производственные системы на протяжении всего жизненного цикла изделий - от ранней стадии разработки до окончания срока службы. Сочетание аддитивных технологий и литья под давлением лежит в основе гибких стратегий передового производства, поскольку технологии все больше формируют фабрики будущего.