3Dプリンティングは射出成形に取って代わるか？

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製造業の世界では、3Dプリンティングが射出成形に取って代わり、あらゆる面で明らかに勝者になれるという誤解が一般的だ。しかし、どちらの技術にも長所と短所があります。このブログ記事では、2つの技術を簡単に紹介し、比較することで、あなたの仕事についてより良い決断ができるようにします。

Ⅰ.射出成形

Injection molding, also known as injection molding, is a molding method that combines injection and molding. The advantages of the injection molding method are fast production speed and high efficiency, the operation can be automated, there are many designs and colors, the shapes can be from simple to complex, and the sizes can be from large to small, and the product dimensions are accurate, the products are easy to replace, and can be made into complex shapes Parts, injection molding is suitable for mass production and complex-shaped products and other molding processing fields.

適温になると、すべて溶けたプラスチックがスクリューで混ぜ合わされ、大きな圧力で金型に射出され、冷えて硬くなり、部品ができる。これは、作るのが難しいパーツをたくさん作るのに適した方法で、パーツを作る大きな方法のひとつだ。

1.射出成形の利点

射出成形の素晴らしい点のひとつは、非常に精密で完璧な再現性で多くの部品を生産できることです。プラスチック射出成形を使用する場合、多くの異なる材料から選択することができます。各素材には、異なる特性を与える添加物があり、何千種類ものバリエーションがあります。重量、コスト、柔軟性、可塑性など、可能性は無限です。

射出成形では、一度にたくさんのパーツを作ることができ、本当に細かいディテールを作ることができます。射出成形では、工程が繰り返し可能なので、パーツのディテールを加えるのがとても簡単です。射出成形では、より強度の高いパーツを作るのがとても簡単です。実際、射出成形の金型には充填剤を入れることができます。

2.射出成形の使用方法

この種の製造には大きな機械が必要だ。これらの機械には、ホッパー、射出プランジャー、ヒーターがある。この方法で金型を作るのは少し高価で、製品に多くの変更を加えなければならない場合は、毎回新しい金型を作らなければならず、本当に高くつく。この金型は通常、鉄でできているので、変更を加えるのが少し難しく、試作品を作るには適していません。しかし、たくさん作るのであれば、時間とお金を節約できる素晴らしい方法です。

Ⅱ.3Dプリンティング

3Dプリンティングはラピッド・プロトタイピング技術の一種で、アディティブ・マニュファクチャリングとも呼ばれる。粉末金属やプラスチックのような接着材料を使用し、デジタルモデル・ファイルに基づいて層ごとに印刷することで物体を造形する技術である。

1.3Dプリンティングの利点

3Dプリントを使用することには多くの利点があり、従来の製造技術を真に補完するものとなっている。第一に、3Dプリンティングは製品の反復に最適です。3Dプリンティングは長い間、ラピッドプロトタイピング技術と考えられてきた。3Dプリンティングは信頼性の高い製造技術でもあるため、もはやそうではありません。しかし、迅速で簡単なプロトタイピングは、この製造技術が提供する最高の利点の1つであることに変わりはない。

3Dプリントを使用する場合、プロジェクトを印刷してテストし、3Dプリントモデリングソフトウェアを使用して変更を加え、再度印刷して変更がうまくいったかどうかを確認します。この柔軟性は、時間と費用の節約になるだけでなく、より良い製品を作るのにも役立ちます。

3Dプリントを使用すると、材料の無駄を省くこともできます。従来のCNC機械加工と比較して、3Dプリントではプロジェクト全体に必要な量の材料しか使用しないため、無駄が少なく、製造コストを削減できます。3Dプリントを使用すれば、サプライチェーン管理も改善され、余分な在庫を保管するコストを回避できます。

2.3Dプリンティングの使い方

Ever since 3D printing came out, there have been dozens of different types of 3D printers to choose from. If you just need to print some 3D printing filament, you can buy a 3D printer like an FDM printer. If you need better materials and better production processes, you can spend more money to buy a more professional industrial-grade 3D printer like an SLS 3D printer. The cost of buying a 3D printer depends on what you need for your project and how much money you have. If you’re developing new products really fast, it’s going to be worth it.

Ⅲ.3Dプリンティングと射出成形の違い

新しいプロジェクトの開発を始める準備ができたら、使用する製造技術について考える必要があります。3Dプリンティングであれ射出成形であれ、両者の違いを理解して、プロジェクトに最適な技術を決める必要がある。この記事では、射出成形と3Dプリントの長所と短所を理解するために、製造方法、製造コスト、応用分野などを比較します。

1.生産モード

射出成形は、射出成形用金型がある限り、標準化された製品を低コストで大規模に生産できるため、従来の大量・大規模生産には依然として最適な選択である。

The 3D printer is different from the traditional injection molding process. It does not require traditional tools, fixtures, machine tools or any molds. It can directly convert any shape of the computer into a physical model automatically, quickly, directly and relatively accurately. Thanks to the large size of the 3D printer, the more complex and non-solid objects are, the faster the processing speed is and the more raw material costs are saved, so it is more suitable for the manufacturing of personalized and diversified products.

2.製造コスト

射出成形は、利用できる原材料が多いため、大規模に、迅速に、標準化された方法で生産することができ、1つの製品のコスト削減にもつながる。そのため、製造コストの面では、射出成形のコストは3Dプリンティング技術よりもはるかに低い。

しかし、工業製品製造の場合、3Dプリントの本当のコスト削減効果は、試作品の修正にある。プロトタイプを修正するには、CADモデルを修正するだけでよく、製造コストはかからない。

射出成形の場合、原型が鋼鉄の金型であれば、改造コストは比較的低いが、アルミ合金の成形工具を使用すると、コストはかなり高くなる。これは、現在金型設計に従事している多くの企業や個人が、金型設計と印刷のためにChuangxiang 3Dプリンターを選択する理由でもあります。

3.応用分野

今、同じものをたくさん作るには射出成形が適している。同じものをたくさん作るには最適です。

3Dプリントとは、3D画像をコンピューターに取り込み、実物をプリントアウトすることです。金型や部品をプリントアウトすることもできる。3Dプリンターは、素早くモノを作ることができる。おもちゃや建物、金型など、あらゆるものを作るために3Dプリンターが使われています。

Ⅳ.射出成形と3Dプリンティングを選択する際に考慮すべき要素

1.バッチサイズ

必要な部品の数は、どの工程を使うかを決める大きな要因です。射出成形は大量生産（1回あたり1,000個以上）に適しています。小ロット（10個以下）の場合は、3Dプリンティングの方が優れており、価格も安くなります。SLAやSLSのような単純な3Dプリントプロセスで、安価なプラスチック、単一部品、または小ロット（同じものと異なるもの）なら、3Dプリントは間違いなく良い選択です。MJFやSLSも中量（10～1000個）には良い選択肢で、非常に一般的です。

結論射出成形は大量生産に適しているが、小ロットには3Dプリンターが適している。

2.デザインの複雑さ

射出成形で部品を作ろうと思ったら、金型を作らなければならない。射出成形用のCADモデルを作るのは簡単ではありません。考えなければならないことがたくさんあります。例えば、部品に直角な部分があると、金型から取り出すのが大変です。デリケートな部分があれば、慎重に扱わなければならない。でも、複雑なパーツを作りたいなら、3Dプリンティングは素晴らしい。どんなに複雑なパーツでも3Dプリンターなら可能です。

だから、部品を作りたいのなら、射出成形で作れるかどうかをチェックする。もしできなければ、部品を変えればいい。できるのであれば、3Dプリンティングを使う。

3.生産サイクル

If you need parts right away, go with 3D printing. Injection molding takes longer because you have to design and build a perfect mold based on design analysis (10-30 days). 3D printing is much faster. You can usually get your parts made in 1-5 days, depending on the material and process requirements.

結論すぐに部品が必要な場合は、3Dプリントを選択しましょう。

4.カスタマイズ

射出成形用の金型を一度作ってしまうと、それを変更するためには多くの費用と時間がかかる。射出成形は、パーツのカスタマイズや既存のデザインの変更には向いていない。金型から得られるものは得られるものであり、それを変更するのは非常に難しい。一方、3Dプリンティングはカスタマイズに最適で、必要なのは修正やカスタムのCADファイルだけです。つまり、試作品やテストピースに適しています。

結論：3Dプリンターはプロトタイピングやカスタマイズに適している。

5.材料強度

射出成形で作られた部品は、単一の固い層があり、亀裂や弱い部分がないため、強度が高くなります。3Dプリンティングでは、部品は層ごとに作られるため、全体的な強度に影響します。3Dプリンティングでは、製造工程で目に見える層や欠陥が生じることがありますが、プラスチック射出成形では通常そのようなことはありません。

結論材料の強度を優先するなら、射出成形を選ぶ。

6.表面仕上げ

3Dプリントされたレイヤーは小さく密着していますが、それでも見ることができます。このため、レイヤーのディテールがどんなに細かくても、完成した物体には段差のあるレイヤーパターンができます。これは、接触して動く機械部品など、他の物体と擦れる物体を作りたい場合に問題になることがあります。この場合、印刷後にオブジェクトを滑らかにする必要がありますが、これは余分なステップです。

一方、射出成形では、材料は単一層として注入され、ほぼ完全に滑らかな表面仕上げになるため、隆起や層を心配する必要はありません。さらに、射出成形部品は、製造後に簡単に平滑にすることができます。

結論良好な表面仕上げという点では、射出成形が第一の選択である。

7.廃棄物

射出成形は、各デザインにまったく同じ量の材料を使用するため、非常に効率的である。そのため、無駄を恐れずに物体を大量生産する非常に効率的な方法である。一方、3Dプリント技術の中には、支持構造を構築する際に材料が失われるものがある。材料の粉末は再利用できるとしても、数回しか再利用できず、そうでなければ材料の特性が変わってしまう。

結論：3Dプリントでは、サポート構造や失敗したプリントなど、ポストプロダクションで取り除かなければならない廃棄物はほとんど発生しないが、1個または小ロットの生産に使用する場合は、廃棄物はそれほど重要ではないが、大ロットの場合は廃棄物が膨大になる。従って、大量に生産したい場合は、次のような方法をとるのがよい。 射出成形 材料が無駄にならないからだ。

Ⅴ.結論

3Dプリンティングは射出成形技術に取って代わるのか？この問いに対して、多くの人が自分なりの答えを持っていると思う。短期的には、現在の3Dプリンター技術は、射出成形のスケールメリットを覆すには至っていないが、より小さな部品の生産においては、3Dプリンターはかなりの可能性を秘めている。長期的には、工程もニーズも異なるため、将来3Dプリンターがより速く、より安くならない限り、この2つの産業は同時に存在することになるだろう。

加工技術に関して言えば、3Dプリンティングはレイヤーごとにものを作り上げていく。それはとても面倒だし、効率的でもない。主に派手なものを作るのに使われる。射出成型は、金型を使って物を吹き付けて形を作る。その方が早くて簡単だ。一度にたくさんのものが作れるし、コストも安い。

需要に関して言えば、3Dプリント技術は、最近話題になった3Dプリント心臓のような最先端の製品に重点を置いている。イスラエルのテルアビブ大学は 3Dプリンティング技術 細胞、血管、心室、心房を備えた世界初の "完全な "心臓を作ることに成功した。「本研究の主任研究者であるTAUの分子細胞生物学・バイオテクノロジー学部、材料科学・工学部、ナノサイエンス・ナノテクノロジーセンター、サゴル再生バイオテクノロジーセンターのタル・ドヴィール教授は、次のように述べた。「過去に心臓の構造を3Dプリントすることはできましたが、細胞や血管を3Dプリントすることはできませんでした。今回の結果は、将来的に個別化された組織や臓器の置換を工学的に行うための、我々のアプローチの可能性を示すものです」。射出成形技術は、様々な工業製品に焦点を当てている。市場に出回っているプラスチック製品のほとんどは、射出成形機を使って作られている。

射出成形と3Dプリントのどちらを選択するかは、特定のプロジェクトによります。多くの部品を作りたいのであれば、3Dプリンティングは射出成形よりも時間がかかるでしょう。多くの部品を作りたいのであれば、射出成形の方がまだましです。品質を求めるなら、3Dプリンティングで作られた部品は、射出成形で作られた部品と同じ物理的特性を持たず、耐久性も劣る。最後に、コスト面では射出成形の方が安く作れる。