소개: 3D 프린팅은 훌륭하지만 조만간 기존 사출성형을 대체하지는 못할 것입니다. 둘 다 장단점이 있으며 서로 다른 영역에서 서로를 능가할 수 있습니다.

3D 프린팅은 소규모 실행 및 프로토타입 제작에 적합하지만 사출 성형 공정 이 글에서는 3D 프린팅이 사출 성형을 대체할 수 없는 이유에 대해 설명합니다.

3D 프린팅이란 무엇인가요?

3D 프린팅은 적층 제조로, 초기 재료를 층층이 쌓아 올리는 방식입니다. 3D 프린팅은 가상의 컴퓨터 디자인을 읽고 재료, 필라멘트 또는 분말을 사용하여 조형물을 재현하여 3차원 물체를 만듭니다.

사출 성형이란 무엇인가요?

사출 성형은 플라스틱으로 물건을 만드는 방법입니다. 플라스틱 재료를 녹을 때까지 가열하는 공정입니다. 그런 다음 녹은 플라스틱을 고압으로 금형에 밀어 넣습니다. 플라스틱이 식으면 금형을 열고 부품을 꺼냅니다.

사출 성형은 빠른 공정으로 고정밀 엔지니어링 부품부터 일회용 소비재까지 동일한 품목을 대량 생산하는 데 사용되며, 사출 성형 공정에서 올바른 금형 재료 선택은 강철 금형의 내구성과 생산 효율에 매우 중요합니다.

사출 성형과 3D 프린팅의 비용 비교는 어떻게 되나요?

모든 제조 프로젝트의 총 비용은 제품의 성공 여부를 결정하기 때문에 매우 중요한 문제입니다. 총 비용은 설정 비용, 도구 비용, 인건비 등 몇 가지 요소에 따라 달라질 수 있습니다.

사출 성형과 3D 프린팅 비용의 차이점과 각 비용에 대한 분석은 다음과 같습니다.

초기 설정 비용

사출 성형의 초기 비용은 더 높은 장비와 금형 설계 및 생산으로 인해 더 높습니다. 예를 들어, 작은 크기(10 x 10cm)의 금형도 $5000~$10,000의 비용이 들 수 있습니다. 그러나 금형은 오랫동안 사용할 수 있습니다.

하지만 3D 프린팅은 프린터 비용과 프로젝트 시작에 필요한 재료만 있으면 됩니다. 또한 소형 데스크톱 3D 프린터부터 대형 산업용 3D 프린터까지 다양한 크기의 프린터가 제공되므로 공간 활용도도 높습니다.

처리 비용

앞서 언급했듯이 사출 금형 비용은 처음에는 전체 금형 비용에 많은 비용이 추가되지만, 부품을 더 많이 만들수록 비용이 낮아집니다. 3D 프린팅을 사용하면 초기 금형 비용도 절감할 수 있습니다.

또한 사출 성형 제어 장치, 부품 제거 시스템 및 금형 비용을 추가하는 기타 사소한 요소들이 포함됩니다.

재료비

첫째, 제조업체는 일반적으로 대량 생산에 적합하기 때문에 사출 성형 프로젝트를 위해 재료를 대량으로 구매하는 경우가 많습니다. 따라서 비용이 절감됩니다. 또한 사출 성형은 제품 성능에 영향을 주지 않고 상대적으로 낮은 등급의 재료도 처리할 수 있습니다.

하지만 SLS를 사용하면 빌드 챔버에 파우더를 채웁니다. 파우더를 재사용할 수는 있지만 효율성이 떨어지고 비용이 더 많이 듭니다. 또한 일부 응용 분야에서는 원하는 성능을 얻기 위해 고강도, 유연성 또는 열 안정성과 같은 특수한 특성을 가진 소재가 필요합니다. 이러한 재료는 사출 성형에 사용되는 표준 플라스틱보다 비용이 더 많이 듭니다.

인건비

마지막으로 인건비는 전반적인 비용 효율성에 영향을 미치기 때문에 3D 프린팅과 사출 성형의 인건비 차이가 있습니다. 3D 프린팅의 높은 자동화 수준은 소량 배치, 복잡하거나 맞춤형 부품의 인건비를 줄여줍니다. 사람의 개입은 설정, 모니터링 및 후처리에만 필요합니다.

사출 성형도 자동화된 첨단 제조 공정이지만 금형 설계 및 유지보수의 복잡성으로 인해 3D 프린팅보다 인건비가 높습니다.

사출 성형과 3D 프린팅의 주요 차이점은 무엇인가요?

볼륨

사출 성형에서 금형은 큰 문제입니다. 금형을 설계하고 제작해야 합니다. 따라서 사출 성형은 프로토타입 제작이나 소량 생산에는 적합하지 않습니다. 반면 3D 프린팅에서는 이러한 툴링의 번거로움이 없습니다. 3D 프린팅 가능한 디자인과 필라멘트만 있으면 기계가 번거로움 없이 디자인을 현실로 만들 수 있습니다.

따라서 3D 프린팅은 다른 기술로 복잡한 작업을 수행할 수 없는 경우를 제외하고는 수천 번의 실행으로 프로토타입을 제작하는 데 적합합니다. 또 다른 멋진 점은 3D 프린팅 사출 금형이 플라스틱 성형에 널리 사용된다는 것입니다. 하지만 사출 성형은 중대형 제작에 매우 저렴합니다. 한 번 금형을 만들면 수백만 번의 주기를 실행할 수 있습니다.

디자인 복잡성 및 사용자 지정

특히 사출 성형과 3D 프린팅을 비교할 때 복잡성 측면에서는 3D 프린팅이 우위에 있습니다. 날카로운 모서리, 언더컷 및 기타 복잡한 형상을 만들 수 있습니다. 반면 사출 성형은 직선 구배 각도, 날카로운 모서리에서의 재료 흐름 등과 같은 복잡한 형상에는 몇 가지 제한이 있습니다.

또한 수천 개의 부품을 제작하는 경우에도 이와 같은 이유로 3D 프린팅이 맞춤형 부품 및 제품에 더 적합합니다.

부품 크기

첫째, 사출 성형은 소형 전자 하우징부터 대형 자동차 범퍼에 이르기까지 다양한 크기에 유연하게 적용할 수 있습니다. 하지만 해당 사출 성형 장비와 툴링(금형)을 사용해야 합니다. 예를 들어 대형 사출 성형기는 최대 1.5m 길이 이상의 부품을 성형할 수 있습니다.

일반적으로 3D 프린터는 소형 부품과 제품에 더 적합합니다. 하지만 최근의 혁신으로 인해 3D 프린팅 제품 및 부품의 크기(300mm x 300mm x 400mm 이상)가 확장되었습니다.

부품 공차

3D 프린팅은 사출 성형보다 공차가 더 엄격합니다. 사출 성형 플라스틱 부품의 경우 ±0.05mm에서 ±0.50mm 사이입니다. 반면 0.127D 프린팅 부품의 허용 오차는 ±3mm까지 엄격할 수 있습니다.

또한 공차는 재료 유형, 기술, 툴링, 장비 및 제조 경험에 따라 달라집니다.

처리 시간

사출 금형 제작은 정밀하고 시간이 많이 소요되는 공정으로 몇 주에서 몇 달까지 걸릴 수 있습니다. 3D 프린팅 및 기타 유형의 사출 금형을 사용하면 시간을 단축할 수 있습니다. 금형이 준비되면 사출 성형은 매우 효율적이고 긴 처리 시간을 단축할 수 있습니다.

반면에 3D 프린팅을 사용하면 초기 생산에 빠르게 대응할 수 있습니다. 금형과 같은 툴링이 필요 없고 초기 설정 시간이 훨씬 짧기 때문입니다.

힘

3D 프린팅 부품과 사출 성형 부품의 강도 차이는 제작 방식에 따라 달라집니다. 먼저 3D 프린팅 부품은 얼마나 강할까요? 3D 프린팅 부품은 층을 쌓아 만드는 방식으로 제작되므로 힘이 가해지는 측면 방향으로 갈수록 강도가 약해지고 강도가 낮아집니다.

반대로 성형 부품은 한 번의 부어넣기로 만들어집니다. 따라서 더 튼튼해집니다. 플라스틱 성형 공정의 열과 압력은 기포를 제거하고 재료가 모두 함께 녹도록 합니다.

따라서 사출 성형은 3D 프린팅보다 더 강하고 단단한 부품을 제공합니다. 최종 강도는 어떤 종류의 원료를 사용하느냐에 따라 달라지기 때문에 재료만 고려하면 됩니다.

표면 마감

이제 부품이 어떻게 보이는지 비교해 보겠습니다. 용융된 재료가 압력과 열에 의해 금형 모양으로 강제 성형되면 냉각 및 경화되면서 표면이 매끄러워집니다. 하지만 이는 금형 벽이 얼마나 매끄러운지에 따라 달라집니다.

반면에 3D 프린팅된 물체에는 눈에 보이는 재료 레이어 라인이 있을 수 있습니다. 3D 프린팅 플라스틱 제품의 거칠기(Ra)는 일반적으로 1.6~25µm입니다. 반면에 성형 부품의 경우 0.1~0.2 마이크론입니다.

재료 낭비

사출 성형 시 재료 낭비가 발생합니다. 게이트와 러너, 스프루 및 플래시에서 발생합니다. 하지만 다음 사이클에서 다시 회수할 수 있습니다.

반면에 3D 프린팅은 재료 효율성이 매우 높습니다. 재료 낭비가 전혀 없습니다(가끔 구조적 지지대를 제외하고).

사출 성형의 장점과 단점은 무엇인가요?

사출 성형의 장점은 무엇인가요?

특히 대량 생산 시 생산성이 뛰어나고 단가가 낮습니다. 사출 성형은 부품을 배치마다 정밀하게 제작할 수 있습니다. 복잡한 피처와 언더컷을 처리하는 금형을 만들 수 있습니다. 자동차 도어 핸들부터 의료용 주사기까지 모든 종류의 제품에 사용할 수 있습니다.

재료의 원래 기계적 특성을 유지하거나 더 좋게 만들어 줍니다. 금형에서 나온 부품은 멋지게 보이기 때문에 나중에 많은 작업을 할 필요가 없습니다.

사출 성형의 단점은 무엇인가요?

첫 번째 단점은 성형 장비와 사출 금형에 대한 초기 투자 비용이 크다는 점입니다. 구배 각도 및 재료 흐름과 같은 설계 제한으로 인해 복잡한 부품 형상이 제한됩니다. 소량 배치의 경우 단가가 너무 높습니다. 플라스틱 폐기물은 지속 가능성 문제와 환경 문제를 야기합니다.

3D 프린팅의 장단점은 무엇인가요?

3D 프린팅의 장점은 무엇인가요?

설정 및 툴링에 대한 초기 투자 비용이 낮기 때문에 소량 생산에 비용 효율적입니다. 더 복잡한 모양을 만들 수 있습니다. 사출 성형를 통해 디자인 변경 사항을 빠르게 조정할 수 있습니다.

3D 프린터는 디자인 반복 및 제품 개발을 위한 프로토타입을 빠르게 제작할 수 있습니다. 3D 프린팅을 통해 고도로 맞춤화된 부품을 제작할 수 있습니다. 적층 공정으로 감산 기술보다 폐기물이 적게 발생합니다.

3D 프린팅의 단점은 무엇인가요?

대량 생산용 3D 프린팅은 일반적으로 사출 성형보다 속도가 느립니다. 그러나 설계의 복잡성이 사출 성형과 호환되지 않는 경우에는 효과적일 수 있습니다. 부품 크기는 베드 크기와 프린터 성능에 따라 제한됩니다. 인쇄된 표면에는 레이어 라인이 나타나는 경우가 많습니다. 따라서 매끄러운 표면을 얻기 위해 추가 마감 공정이 필요할 수 있습니다.

선택 방법 사출 성형 또는 3D 프린팅?

생산을 위해 사출 성형과 3D 프린팅 중 하나를 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 주요 요소가 있습니다.

부품 배치

필요한 부품의 수는 어떤 공정을 사용할지 결정하는 데 큰 영향을 미칩니다. 사출 성형은 많은 부품(1회당 1000개 이상의 부품)을 제작하는 데 적합합니다. 부품이 몇 개만 필요한 경우(10개 미만) 3D 프린팅이 더 저렴하고 쉽습니다.

FDM 또는 SLS와 같은 간단한 3D 프린팅 프로세스를 사용하고 ABS, PC, 나일론과 같은 저렴한 플라스틱을 사용하여 하나의 부품 또는 몇 개의 부품(동일하거나 동일하지 않은)을 제작하는 경우 3D 프린팅을 사용하는 것이 좋습니다. MJF는 또한 중간 수량(10-1000개)을 제작할 때 좋은 옵션이며 매우 일반적입니다.

결론적으로 많은 부품을 만드는 경우, 사출 성형 를 사용하는 것이 좋습니다. 소량의 부품을 제작하는 경우 3D 프린팅을 사용하는 것이 좋습니다.

설계 복잡성

사출 성형으로 부품을 만들려면 먼저 금형을 만들어야 합니다. 부품의 금형을 만드는 것이 아니라 부품 설계의 금형을 만드는 것입니다. 사출 성형용 CAD 모델을 설계하는 것은 고려해야 할 사항이 많기 때문에 쉽지 않습니다.

예를 들어, 부품 디자인에 직각이 있는 경우 부품을 금형에서 꺼내기가 어렵습니다. 섬세한 부분이 있는 경우 매우 조심해야 합니다. 하지만 복잡한 것을 만들고 싶다면 3D 프린팅을 사용하는 것이 좋습니다. 아무리 복잡한 디자인이라도 3D 프린팅은 아주 적은 노력으로 만들 수 있습니다.

결론적으로, 디자인이 사출 성형이 가능한지 확인하세요. 사출 성형이 불가능하다면 변경하세요. 가능하다면 3D 프린팅을 고려하세요.

반복 시간

사출 성형은 디자인을 분석하고 이에 맞는 완벽한 금형을 제작해야 하므로 시간이 오래 걸립니다(10~20일). 3D 프린팅은 사출 성형보다 리드 타임이 훨씬 짧습니다. Xometry에서는 3일 만에 3D 프린팅 부품을 받을 수 있습니다.

결론적으로, 부품이 즉시 필요한 경우 3D 프린팅을 사용하세요.

사용자 지정

사출 성형용 금형을 제작하고 나면 금형을 변경하는 데 많은 비용과 시간이 소요됩니다. 사출 성형은 부품을 맞춤 제작하거나 기존 디자인을 변경하는 데 적합하지 않습니다. 금형에서 나오는 것은 최종 부품이며, 이를 변경하는 것은 매우 어렵습니다.

반면 3D 프린팅은 부품을 맞춤 제작할 때 유용합니다. 수정하거나 커스터마이징한 CAD 파일만 있으면 됩니다. 따라서 프로토타입 제작, 부품 테스트에 적합합니다.

결론적으로, 프로토타입을 만들거나 무언가를 커스터마이징하려면 3D 프린팅을 사용해야 합니다.

재료 강도

사출 성형 부품은 하나의 단단한 조각으로 만들어지기 때문에 이음새나 약점이 없어 더 튼튼합니다. 3D 프린팅 부품은 레이어별로 제작되므로 약합니다. 3D 프린팅 부품에는 일반적으로 사출 성형 부품에서는 보이지 않는 선과 구조적 결함이 있습니다.

결론적으로, 강한 것이 필요하다면 플라스틱 사출 성형으로 이동하십시오.

표면 마감

3D 프린팅된 레이어는 작고 서로 가깝지만 여전히 볼 수 있습니다. 이는 레이어가 아무리 세밀하더라도 완성된 물체의 표면이 울퉁불퉁하다는 것을 의미합니다. 이는 기계 부품처럼 다른 물체와 닿고 움직이는 물체를 만들려는 경우 문제가 됩니다. 인쇄 후 표면을 매끄럽게 다듬어야 하므로 추가 작업이 필요합니다.

반대로 플라스틱을 금형에 주입하면 플라스틱이 매끄러운 표면을 가진 단일 층으로 주입됩니다. 금형 라인과 레이어에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 또한 사출 성형 부품을 만든 후 매끄럽게 다듬을 수 있습니다.

결론: 멋진 표면 마감을 원한다면 사출 성형으로 선택하세요.

자재 손실

사출 성형은 각 디자인에 필요한 재료만 사용하기 때문에 효율적입니다. 따라서 폐기물 걱정 없이 물체를 대량 생산할 수 있는 좋은 방법입니다. 반면 일부 3D 프린팅 기술은 지지 구조물을 만들 때 재료가 손실되고, 재료 분말을 재사용할 수 있더라도 몇 번만 재사용할 수 있고 그 후에는 잘 작동하지 않습니다.

결론: 3D 프린팅은 포스트 프로덕션에서 인쇄 실패로 인해 제거해야 하는 지지 구조물과 같은 폐기물이 많이 발생하지는 않지만, 일회성 또는 소량의 배치를 만드는 데 사용할 때는 폐기물이 그다지 크지 않지만 대량 배치의 경우 폐기물이 엄청나게 많이 발생합니다. 따라서 대량 맞춤 배치가 필요한 경우 재료 낭비에 대해 걱정할 필요가 없는 사출 성형에 대해 생각해 볼 수 있습니다.

결론

두 공정 모두 플라스틱을 만드는 데는 능숙하지만, 각 공정의 장점은 다릅니다. 사출 성형 는 크고 작은 복잡한 부품을 대량으로 제작할 때 유용합니다. 3D 프린팅은 복잡한 부품 몇 개를 만드는 데 적합합니다. 따라서 3D 프린팅은 기존의 제조 사출 성형을 대체할 수 없습니다.