Premessa: la produzione sta vivendo una rivoluzione con la stampa 3D e lo stampaggio a iniezione. La stampa 3D e lo stampaggio a iniezione sono entrambi utilizzati per realizzare prodotti fisici, ma funzionano in modi molto diversi e presentano vantaggi diversi. Pertanto, la stampa 3D non può sostituire completamente lo stampaggio a iniezione.

Che cos'è la stampa 3D?

La stampa 3D, detta anche manifattura additiva, è un modo per realizzare oggetti costruendoli strato per strato. È come costruire una casa con i mattoncini Lego, ma invece di usare le mani, è una macchina a fare tutto il lavoro. La macchina legge un file del computer che le dice cosa fare e poi crea l'oggetto desiderato in plastica, metallo o altri materiali.

Uno degli aspetti migliori della stampa 3D è che si possono realizzare oggetti che sono davvero difficili o addirittura impossibili da realizzare con altri tipi di macchine. Ciò significa che si possono realizzare tutti i tipi di cose nuove che prima non si potevano fare. Inoltre, è possibile realizzare oggetti in modo molto veloce ed economico, perché non è necessario spendere molto denaro per creare uno strumento o uno stampo speciale.

Che cos'è lo stampaggio a iniezione?

Lo stampaggio a iniezione è un metodo in cui si riscalda un materiale, lo si fonde e poi lo si spara in uno stampo. Lo si fa spingendo il materiale con una forte pressione. Poi si lascia raffreddare e indurire. Una volta terminato, si ottiene un oggetto. Questo è un buon modo per produrre molte cose difficili da realizzare. È uno dei modi in cui realizziamo le cose.

Ecco come stampaggio a iniezione funziona: si fondono pellet di plastica e poi li si spara in uno stampo ad alta pressione. Lo stampo ha la forma dell'oggetto che si vuole realizzare. Quando la plastica si raffredda e si indurisce, prende la forma dello stampo e poi si estrae il pezzo.

Gli aspetti positivi dello stampaggio a iniezione sono l'efficienza e la possibilità di produrre molti pezzi. Una volta pagato lo stampo, il costo di produzione di ogni pezzo è piuttosto basso, soprattutto se se ne producono molti. Inoltre, si possono realizzare tutti i tipi di forme con tutti i tipi di plastica.

Vantaggi dello stampaggio a iniezione

Lo stampaggio a iniezione è famoso per la sua ineguagliabile efficienza nella produzione di massa, che offre un modo rapido, coerente ed economico di realizzare i prodotti. È ottimo per la produzione di pezzi dalle forme complesse e mantiene alta la precisione e la coerenza quando si producono molti pezzi. È inoltre possibile utilizzare molti materiali e colori diversi per soddisfare le esigenze di diversi settori.

Adatto alla produzione di prodotti complessi e di precisione

Uno dei principali vantaggi dello stampaggio a iniezione di materie plastiche è la facilità di progettazione di parti e gruppi di precisione in plastica complessi. Lo stampaggio a iniezione presenta tolleranze ridotte rispetto ad altre tecnologie. Per questo motivo è ampiamente utilizzato anche nella produzione di componenti automobilistici.

Scegliete liberamente tra una varietà di materiali

Esistono moltissimi materiali plastici che possono essere utilizzati nel processo di stampaggio a iniezione della plastica. Esistono materiali come le plastiche antistatiche, le gomme termoplastiche, le plastiche resistenti alle sostanze chimiche e i materiali biocompostabili, disponibili in colorazioni abbinate o masterbatch.

Processi automatizzati che riducono i costi di produzione

Lo stampaggio a iniezione è un processo automatizzato. Infatti, la maggior parte stampaggio a iniezione I processi vengono eseguiti con macchine e robot. Poiché l'automazione riduce i costi di produzione, si riducono anche i costi generali. Inoltre, con la riduzione della manodopera, si riduce anche il costo complessivo di produzione del prodotto.

Metodi di produzione altamente efficienti

Una volta progettato lo stampo a iniezione in base alle specifiche fornite dal cliente e pre-programmata la macchina di stampaggio a iniezione, il processo di stampaggio effettivo utilizzato per produrre il pezzo diventa molto veloce. Pertanto, uno stampo può produrre più prodotti. L'elevata produttività rende lo stampaggio a iniezione della plastica efficiente e conveniente.

Produrre meno rifiuti ed essere ecologici

Per lo stampaggio a iniezione, il fattore di ripetibilità dei pezzi è molto elevato. Anche le materozze e le guide di scorrimento (cioè i frammenti di plastica residui creati dal tunnel di plastica, da cui raggiungono lo stampo vero e proprio) possono essere riaffilate per il riutilizzo del materiale.

Svantaggi della stampa 3D

La stampa 3D, nota anche come produzione additiva, ha cambiato il modo di concepire la progettazione e la produzione. Se da un lato offre una flessibilità e una personalizzazione senza pari, dall'altro presenta dei limiti. Il processo è generalmente più lento rispetto ai metodi di produzione tradizionali, il che lo rende meno adatto alla produzione di grandi volumi.

Non abbastanza forte

Rispetto ai materiali di produzione tradizionali, la maggior parte degli attuali materiali per la stampa 3D non sono abbastanza resistenti. Sebbene siano stati sviluppati alcuni materiali ad alta resistenza e resistenti all'usura, non sono ancora forti come il metallo. Questo limita alcune applicazioni che devono essere molto resistenti.

La velocità di produzione è relativamente bassa

Rispetto ai processi produttivi tradizionali, la stampa 3D è lenta. Ci vuole molto tempo per stampare oggetti di grandi dimensioni perché la stampa 3D costruisce le cose strato per strato. Anche se si è cercato di rendere la stampa 3D più veloce, non è ancora in grado di competere con la velocità della produzione tradizionale.

I materiali sono costosi

Attualmente, i materiali utilizzati per la stampa 3D sono costosi. Alcuni dei materiali speciali per la stampa 3D sono davvero costosi. Questo rende difficile l'utilizzo della stampa 3D per le grandi opere, soprattutto quando i materiali costano più della produzione tradizionale.

Il rilevamento dei difetti è un problema

A causa del complesso controllo del processo di produzione della stampa 3D, che utilizza processi di produzione a strati e strato per strato, la qualità delle giunzioni tra gli strati non può essere uniforme come quella dei pezzi forgiati di precisione. La tecnologia di stampa 3D è limitata dai suoi principi di formatura intrinseci.

Le parti realizzate con la tecnologia di stampa 3D, in particolare quelle in metallo, presentano difetti di fabbricazione interni, tra cui principalmente vuoti, microcricche, scarsa fusione e altri difetti. La dimensione di questi difetti è generalmente inferiore a 20 μm, meno della soglia dei metodi generali di controllo non distruttivo, e questi difetti sono fonti di innesco di cricche, con gravi ripercussioni sulle prestazioni a fatica della struttura.

Difficoltà di controllo preciso

Nel processo di stampa 3D, dal software e dall'hardware dell'apparecchiatura stessa ai materiali di formatura e ai processi di formatura, sono molteplici i fattori che influenzano la qualità della lavorazione in ogni anello. La pratica ingegneristica dimostra che i fattori chiave che influenzano la precisione della stampa 3D sono il controllo meccanico, l'elaborazione dei dati del modello, le caratteristiche del materiale e il controllo dei parametri di formatura.

Questi fattori controllano la quantità di materiale aggiunto, le dimensioni dell'unità di stampa 3D e l'accuratezza del movimento del sistema, che determinano l'accuratezza del pezzo nella direzione di accumulo e la capacità di produzione della caratteristica minima del pezzo.

Per migliorare la precisione della stampa 3D è necessario ridurre la quantità di materiale aggiunto, controllare le dimensioni dell'unità di stampa 3D e migliorare la precisione del movimento del sistema. Tuttavia, queste capacità sono difficili da migliorare nella ricerca a breve termine.

Quali sono le principali differenze tra stampa 3D e stampaggio a iniezione?

La stampa 3D e lo stampaggio a iniezione sono spesso considerate tecnologie concorrenti, ciascuna con i propri vantaggi e applicazioni.

Mentre la stampa 3D offre personalizzazione e flessibilità, lo stampaggio a iniezione è ottimo per l'efficienza della produzione in grandi volumi e i costi ridotti.

Confrontiamo le differenze tra stampa 3D e stampaggio a iniezione.

Costi di installazione iniziali

Lo stampaggio a iniezione ha costi iniziali elevati dovuti alla produzione degli stampi (ad esempio, $10.000 - $50.000), mentre la stampa 3D ha costi iniziali relativamente bassi perché non richiede stampi.

Costo per unità

Stampaggio a iniezione è basso in alti volumi e i costi diminuiscono con la scala, la stampa 3D è generalmente più alta, soprattutto per pezzi unici o piccoli lotti.

Velocità

Lo stampaggio a iniezione è veloce, da pochi secondi a pochi minuti per pezzo, ideale per la produzione di massa. La stampa 3D è più lenta e richiede diverse ore per pezzo, a seconda della complessità e delle dimensioni.

I materiali

Lo stampaggio a iniezione è disponibile in un'ampia gamma di materiali, tra cui varie plastiche e metalli, ed è adatto ad applicazioni ad alta sollecitazione. La stampa 3D è disponibile in un'ampia gamma di materiali, tra cui plastiche, metalli e resine, ma l'idoneità varia a seconda dell'applicazione.

Volume

Lo stampaggio a iniezione è molto efficiente nella produzione di massa, con una produzione che va da migliaia a milioni di pezzi. La stampa 3D è più adatta per piccoli lotti, prototipi e prodotti personalizzati.

Personalizzazione

La sostituzione degli stampi per lo stampaggio a iniezione è costosa e richiede tempo. La stampa 3D è altamente .

Flessibilità e facilità di modifica digitale dei progetti

Forza e durata

Lo stampaggio a iniezione è generalmente più resistente e migliore per le parti funzionali, mentre la stampa 3D può variare a seconda della tecnologia e dei materiali utilizzati.

Precisione e coerenza

Lo stampaggio a iniezione è estremamente preciso con tolleranze strette (ad esempio, ±0,005 pollici), mentre la stampa 3D è accurata ma può variare (ad esempio, da ±0,1 mm a ±0,5 mm).

Impatto ambientale

Lo stampaggio a iniezione ha un impatto elevato a causa dei rifiuti di materiale e dell'energia utilizzata nel processo, mentre la stampa 3D ha il potenziale per un impatto minore con meno rifiuti e materiali più sostenibili.

Capacità di progettazione della complessità

Lo stampaggio a iniezione può gestire progetti complessi ma è limitato dai vincoli dello stampo, mentre la stampa 3D è ideale per forme complesse e dettagli intricati.

Tolleranze e qualità della superficie

Lo stampaggio a iniezione ha tolleranze strette e una buona finitura senza ulteriori lavorazioni, mentre le tolleranze della stampa 3D possono non essere così strette e la finitura superficiale può richiedere una post-lavorazione.

Idoneità del materiale all'uso finale

Lo stampaggio a iniezione è ottimo e va bene per i pezzi funzionali e i prodotti finali, mentre la stampa 3D va bene per i prototipi e i pezzi non funzionali, ma dipende da cosa si sta realizzando.

Quando utilizzare lo stampaggio a iniezione per le parti in plastica?

Lo stampaggio a iniezione è la soluzione ideale per alcune esigenze di produzione. È il metodo migliore per i progetti in cui volume, costo e precisione sono importanti.

Produzione di massa

Quando è necessario produrre molti pezzi, stampaggio a iniezione è la strada da percorrere. È perfetto per la produzione di massa perché può produrre una tonnellata di pezzi in modo rapido e costante. Il costo di allestimento dello stampo è compensato dal minor costo per pezzo, che consente di risparmiare molto denaro quando si producono molti pezzi. Lo stampaggio a iniezione è il modo più rapido ed efficiente per produrre migliaia o milioni di pezzi uguali, quindi è la scelta migliore per le esigenze di grandi volumi.

Coerenza e precisione nella produzione

Lo stampaggio a iniezione è noto per la sua capacità di produrre pezzi con elevata precisione e uniformità. È la soluzione ideale per chi ha bisogno di pezzi con tolleranze strette e qualità costante. La precisione dello stampaggio a iniezione fa sì che ogni pezzo sia una copia del precedente, il che è importante nei settori in cui la coerenza è fondamentale, come quello automobilistico e dei dispositivi medici.

Progettazione di parti complesse e progettazione di dettagli

Quando si ha a che fare con progetti di pezzi complessi o si ha bisogno di dettagli intricati, lo stampaggio a iniezione è spesso la scelta migliore. Questo processo è in grado di gestire geometrie complesse e dettagli fini che potrebbero essere difficili o impossibili con la stampa 3D. Gli stampi a iniezione possono essere progettati per produrre forme complesse con elevata precisione, il che rende questo metodo ideale per i pezzi con caratteristiche dettagliate o requisiti funzionali specifici.

Materiali e durata

Se avete bisogno di realizzare pezzi in un materiale specifico o con determinate proprietà fisiche, lo stampaggio a iniezione vi offre molte opzioni. È possibile utilizzare tutti i tipi di plastiche e compositi per assicurarsi che il prodotto finale sia sufficientemente forte, flessibile o resistente al calore. Ciò è particolarmente importante se si producono pezzi che devono resistere a molte sollecitazioni meccaniche o a fattori ambientali.

Conveniente per i grandi ordini

Quando si producono molti pezzi, i vantaggi economici dello stampaggio a iniezione cominciano a farsi sentire. Anche se è necessario spendere di più per la progettazione dello stampo e l'installazione della macchina, il costo per pezzo si riduce man mano che si producono più pezzi.

Ottima finitura superficiale e aspetto gradevole

I pezzi realizzati con lo stampaggio a iniezione hanno un'ottima finitura superficiale e di solito non necessitano di ulteriori interventi. Per i prodotti di consumo è importante che il loro aspetto sia bello quanto il loro funzionamento. Lo stampaggio a iniezione è il modo migliore per realizzare pezzi che abbiano un aspetto gradevole, lo stesso colore e la stessa sensazione al tatto. Ecco perché chi produce oggetti come telefoni e tostapane utilizza lo stampaggio a iniezione.

Quando utilizzare la stampa 3D?

La stampa 3D è ottima per alcune cose e presenta alcuni vantaggi rispetto ad altri metodi di produzione come lo stampaggio a iniezione.

Si possono creare cose in fretta e cambiarle in fretta

Quando si inizia a creare qualcosa, la stampa 3D è straordinaria. Ti permette di creare un oggetto, provarlo e migliorarlo. Si possono creare cose velocemente e cambiarle velocemente. La stampa 3D è davvero perfetta per realizzare oggetti in modo semplice e veloce, per produrre oggetti quando servono e per sperimentare nuove idee.

Realizzazione di parti personalizzate

La stampa 3D è ideale per realizzare parti personalizzate o su misura. Che si tratti di dispositivi medici personalizzati, parti di auto personalizzate o modelli architettonici unici, questo metodo consente un'ampia personalizzazione senza i costi elevati degli stampi personalizzati per lo stampaggio a iniezione.

Forme e disegni complessi

Uno dei maggiori vantaggi della stampa 3D è la possibilità di gestire forme e progetti complessi che sarebbero difficili o impossibili da realizzare con lo stampaggio a iniezione. Ciò significa che è possibile fare cose che non erano mai state possibili prima, come realizzare pezzi con forme interne, sottosquadri e forme strane.

Produzione in piccoli lotti e a tiratura limitata

La stampa 3D è perfetta per produrre piccole quantità e tirature limitate. È un'alternativa conveniente per i progetti in cui non servono molte parti, per cui non è necessario spendere un sacco di soldi per gli stampi a iniezione. Questo è particolarmente indicato per le startup e le piccole imprese che non hanno molti prodotti.

Meno rifiuti e produzione sostenibile

La sostenibilità è un tema importante nella produzione e la stampa 3D è un'opzione più ecologica. Invece di tagliare il materiale per realizzare una forma, come avviene con i metodi tradizionali, la stampa 3D utilizza solo il materiale necessario per costruire il pezzo. Ciò significa meno rifiuti.

Differenze applicative tra stampa 3D e stampaggio a iniezione

Quando si parla di stampa 3D o di stampaggio a iniezione, la scelta dipende spesso dall'applicazione. Ciascuna ha i suoi punti di forza e si adatta meglio alle diverse esigenze di produzione.

La stampa 3D è ideale per la personalizzazione e i progetti complessi, mentre lo stampaggio a iniezione è la scelta preferita per la produzione in grandi volumi e a costi contenuti. Vediamo più da vicino dove ciascuno di essi viene comunemente utilizzato in vari settori.

Prototipi

La stampa 3D consente di modificare rapidamente il progetto e di testare più iterazioni in tempi brevi. Lo stampaggio a iniezione è ottimo per i prototipi in fase finale che devono avere l'aspetto e la consistenza del prodotto reale.

Parti personalizzate: la stampa 3D è ideale per prodotti o componenti personalizzati con requisiti unici. Lo stampaggio a iniezione è conveniente per i pezzi personalizzati in grandi volumi, ma ogni progetto richiede uno stampo.

Disegni complessi

La stampa 3D può realizzare dettagli e forme complesse che non è possibile realizzare con altri metodi. Lo stampaggio a iniezione è limitato dalla complessità dello stampo ed è migliore per le forme semplici.

Produzione in piccoli lotti

La stampa 3D è economica per piccoli lotti e non richiede un grande investimento iniziale. Lo stampaggio a iniezione è costoso perché bisogna pagare lo stampo e l'allestimento.

Produzione di massa

La stampa 3D non è adatta alla produzione di massa a causa della sua lentezza e del costo elevato per unità. Lo stampaggio a iniezione è altamente efficiente e riduce significativamente il costo per unità nella produzione di massa.

Dispositivi medici

La stampa 3D è adatta per impianti e protesi mediche personalizzate, mentre lo stampaggio a iniezione è utilizzato per la produzione di massa di forniture mediche come siringhe e fiale.

Parti aerospaziali

La stampa 3D è adatta per componenti leggeri e complessi, mentre stampaggio a iniezione è adatto per articoli ad alto volume come le parti della cabina.

Parti di ricambio per autoveicoli

La stampa 3D è limitata alla prototipazione e ai componenti speciali, mentre lo stampaggio a iniezione è adatto a prodotti di grande volume, come i componenti di una cabina.

Parti di ricambio per autoveicoli

La stampa 3D è limitata alla progettazione di prototipi e ai gruppi professionali, mentre lo stampaggio a iniezione domina la produzione di pezzi standard in grandi volumi.

Beni di consumo

La stampa 3D è ideale per prodotti personalizzati o in edizione limitata, mentre lo stampaggio a iniezione è ideale per la produzione di molti prodotti come giocattoli e articoli per la casa.

Istruzione/Ricerca

La stampa 3D è ottima per l'apprendimento e la sperimentazione, mentre lo stampaggio a iniezione non è tipicamente utilizzato perché costa molto per l'allestimento,

Perché la stampa 3D non può sostituire completamente lo stampaggio a iniezione?

Prezzo

Sia l'FDM che lo stampaggio a iniezione utilizzano il materiale ABS. L'ABS per lo stampaggio a iniezione costa 10.000 yuan per tonnellata, ovvero 10 yuan. Un chilogrammo, più qualche centesimo di toner, il costo della materia prima è proprio questo. Se si considera che la FDM utilizza il filamento ABS, il cui costo è di circa 50 yuan al chilogrammo, la differenza di costo è di quasi 5 volte il costo della materia prima. La differenza di costo del materiale è di quasi 5 volte.

Utilizzo del materiale

Si dice che la stampa 3D sia una produzione additiva e che faccia risparmiare materiali. Tuttavia, molti non sanno che lo stampaggio a iniezione consente di risparmiare materiali. Lo stampaggio a iniezione ha un processo di riciclaggio e riutilizzo dei rifiuti molto maturo e il materiale dell'ugello può essere reinvestito senza nemmeno atterrare a terra. Se riportato nella tramoggia per essere riutilizzato, un sacco da 25 kg di materie prime equivale quasi a 25 kg di prodotto.

Velocità

In generale, non è un grosso problema lavorare due stampi in un minuto per lo stampaggio a iniezione, per garantire una buona qualità del prodotto. La stampa FDM e FDM deve essere registrata in ore.

Resistenza del prodotto e precisione di stampaggio

Il termine "stampaggio a iniezione" è molto chiaro. Dopo che la materia prima plastica è stata fusa, viene iniettata nello stampo con una certa pressione. La pressione viene mantenuta per un certo periodo di tempo dopo che la materia prima ha riempito lo stampo e quindi, dopo un certo periodo di tempo, dopo il raffreddamento, può essere rimossa dallo stampo.

Questo processo garantisce che il prodotto abbia una resistenza e una precisione sufficienti. I mattoncini Lego, i mattoncini Lego prodotti 10 anni fa e i mattoncini Lego prodotti oggi possono tutti incastrarsi bene. Se si utilizza la tecnologia FDM per produrre i mattoncini Lego, è difficile controllare la precisione a questo livello.

Inoltre, la stampa FDM avviene strato per strato. Con una forza sufficiente, lo stesso mattoncino Lego può essere raccolto e utilizzato se viene fatto cadere e calpestato, ma non può essere riutilizzato se è stampato in FDM.

In conclusione, lo stampaggio a iniezione presenta dei vantaggi nella sua evoluzione. Questi vantaggi mi impediscono di vedere la possibilità di essere sostituita dalla stampa 3D. La stampa 3D ha i suoi vantaggi come metodo di lavorazione specializzato e personalizzato, ma voglio sostituire lo stampaggio a iniezione. Penso che sia ancora difficile da formare.

Conclusione

Quando si tratta di scegliere tra la stampa 3D e lo stampaggio a iniezione, ci sono alcuni elementi da considerare. Tra questi, la produttività, la complessità del progetto, il costo e l'applicazione prevista. La stampa 3D è ottima perché è estremamente flessibile. Può essere utilizzata per la prototipazione rapida, la personalizzazione e la creazione di progetti complessi. È perfetta per la produzione di bassi volumi, soprattutto quando servono pezzi unici o complessi.

D'altra parte, stampaggio a iniezione è ideale per la produzione di grandi volumi. È conveniente, preciso e costante. È la soluzione ideale quando si devono produrre molti pezzi dello stesso tipo. È particolarmente indicata quando servono pezzi robusti e durevoli. Perciò, quando si parla di stampa 3D e di stampaggio a iniezione, ognuno ha i suoi vantaggi. È necessario esaminare il proprio progetto e decidere quale sia la soluzione più adatta alle proprie esigenze.