Voorwoord: Productie maakt een revolutie door met 3D-printen en spuitgieten. 3D printen en spuitgieten worden beide gebruikt om fysieke producten te maken, maar ze werken op heel verschillende manieren en hebben verschillende voordelen. 3D-printen kan spuitgieten dus niet volledig vervangen.

Wat is 3D printen?

3D printen, ook wel additive manufacturing genoemd, is een manier om dingen te maken door ze laag voor laag op te bouwen. Het is net alsof je een huis bouwt van legoblokjes, maar in plaats van je handen te gebruiken, doet een machine al het werk. De machine leest een computerbestand dat hem vertelt wat hij moet doen en maakt dan het ding dat je wilt van plastic, metaal of andere materialen.

Een van de beste dingen van 3D printen is dat je dingen kunt maken die met andere soorten machines echt moeilijk of zelfs onmogelijk te maken zijn. Dit betekent dat je allerlei nieuwe dingen kunt maken die je voorheen niet kon maken. Je kunt ook heel snel en heel goedkoop dingen maken, omdat je niet veel geld hoeft uit te geven om een speciaal gereedschap of een mal te maken.

Wat is spuitgieten?

Spuitgieten is een methode waarbij je materiaal verhit, smelt en dan in een mal schiet. Dit doe je door het er met veel druk in te duwen. Dan laat je het afkoelen en uitharden. Als het klaar is, heb je een ding. Dit is een goede manier om veel dingen te maken die moeilijk te maken zijn. Het is een van de manieren waarop we dingen maken.

Dus, hier is hoe spuitgieten werkt: je smelt plastic korrels en schiet ze dan onder hoge druk in een mal. De mal is de vorm van het ding dat je wilt maken. Als het plastic afkoelt en hard wordt, neemt het de vorm van de mal aan en dan kun je het onderdeel eruit knallen.

Het goede van spuitgieten is dat het efficiënt is en dat je er veel van kunt maken. Als je eenmaal betaalt voor de matrijs, zijn de kosten om elk onderdeel te maken vrij laag, vooral als je er veel maakt. Bovendien kun je allerlei vormen maken met allerlei soorten kunststof.

Voordelen van spuitgieten

Spuitgieten staat bekend om zijn ongeëvenaarde efficiëntie bij massaproductie, waardoor u uw producten op een snelle, consistente en kosteneffectieve manier kunt maken. Het is geweldig voor het maken van onderdelen met complexe vormen en het houdt de nauwkeurigheid en consistentie hoog als je veel onderdelen maakt. Je kunt ook veel verschillende materialen en kleuren gebruiken om te voldoen aan de behoeften van verschillende industrieën.

Geschikt voor de productie van complexe en precisieproducten

Een van de belangrijkste voordelen van kunststof spuitgieten is dat het gemakkelijk is om complexe kunststof precisieonderdelen en assemblages te ontwerpen. Spuitgieten heeft nauwe toleranties in vergelijking met andere technologieën. Daarom wordt het ook veel gebruikt bij de productie van auto-onderdelen.

Vrij kiezen uit verschillende materialen

Er zijn heel veel kunststofmaterialen die gebruikt kunnen worden bij het spuitgieten van kunststof. Er zijn materialen zoals antistatische kunststoffen, thermoplastische rubbers, chemisch bestendige kunststoffen en biocomposteerbare materialen met bijpassende kleuren of masterbatchkleuren.

Geautomatiseerde processen die de productiekosten verlagen

Spuitgieten is een geautomatiseerd proces. De meeste spuitgieten processen worden uitgevoerd met behulp van machines en robots. Omdat automatisering de productiekosten verlaagt, dalen ook de overheadkosten. En omdat er minder arbeid nodig is, dalen ook de totale productiekosten.

Zeer efficiënte productiemethoden

Zodra de spuitgietmatrijs ontworpen is volgens de specificaties van de klant en de spuitgietmachine voorgeprogrammeerd is, verloopt het eigenlijke spuitgietproces om het onderdeel te maken erg snel. Daarom kan één matrijs meer producten produceren. De hoge productiviteit maakt kunststof spuitgieten ook efficiënt en kosteneffectief.

Minder afval produceren en groen zijn

Bij spuitgieten is de herhaalbaarheidsfactor zeer hoog. Zelfs sprues en runners (d.w.z. de plastic restfragmenten die ontstaan door de tunnelplastiek, van waaruit ze de eigenlijke matrijs bereiken) kunnen opnieuw worden geslepen voor materiaalhergebruik.

Nadelen van 3D printen

3D-printen, ook bekend als additive manufacturing, heeft de manier waarop we denken over ontwerp en productie veranderd. Hoewel het ongeëvenaarde flexibiliteit en maatwerk biedt, heeft het ook beperkingen. Het proces is over het algemeen langzamer dan traditionele productiemethoden, waardoor het minder geschikt is voor massaproductie.

Niet sterk genoeg

Vergeleken met traditionele productiematerialen zijn de meeste huidige 3D-printmaterialen niet sterk genoeg. Hoewel er enkele zeer sterke en slijtvaste materialen zijn ontwikkeld, zijn ze nog steeds niet zo sterk als metaal. Dit beperkt sommige toepassingen die echt sterk moeten zijn.

De productiesnelheid is relatief laag

Vergeleken met traditionele productieprocessen is 3D printen langzaam. Het duurt lang om grote voorwerpen te printen omdat 3D printen laag voor laag opbouwt. Ook al hebben mensen geprobeerd om 3D printen sneller te maken, het kan nog steeds niet concurreren met de traditionele productiesnelheden.

Materialen zijn duur

Op dit moment zijn de materialen die gebruikt worden voor 3D printen duur. Sommige van de speciale materialen voor 3D printen zijn echt duur. Dit maakt het moeilijk om 3D printen te gebruiken voor grote dingen, vooral als de materialen meer kosten dan traditionele productie.

Defectdetectie is een probleem

Door de complexe besturing van het 3D print fabricageproces, dat gebruik maakt van gelaagde fabricage en laag voor laag fabricageprocessen, kan de kwaliteit van de verbindingen tussen de lagen niet zo uniform zijn als bij precisie gesmede onderdelen. 3D printtechnologie wordt beperkt door zijn inherente vormprincipes.

Onderdelen die gemaakt zijn met 3D printtechnologie, vooral metalen onderdelen, vertonen interne fabricagefouten, zoals holtes, microscheurtjes, slechte smelting en andere defecten. De grootte van deze defecten is over het algemeen minder dan 20 μm, minder dan de drempelwaarde van algemene niet-destructieve testmethoden, en deze defecten zijn bronnen van scheurinitiatie en hebben ernstige gevolgen voor de vermoeiingsprestaties van de structuur.

Moeilijke nauwkeurige controle

In het 3D printproces, van de software en hardware van de apparatuur zelf tot de vormmaterialen en vormprocessen, zijn er meerdere factoren die de verwerkingskwaliteit in elke schakel beïnvloeden. De engineeringpraktijk toont aan dat de belangrijkste factoren die de 3D printnauwkeurigheid beïnvloeden de mechanische controle, de verwerking van modelgegevens, de materiaaleigenschappen en de controle van de vormparameters zijn.

Deze factoren bepalen de hoeveelheid materiaal die wordt toegevoegd, de grootte van de 3D-printeenheid en de nauwkeurigheid van de beweging van het systeem, die de nauwkeurigheid van het onderdeel in de accumulatierichting en de minimale productiecapaciteit van het onderdeel bepalen.

Om de nauwkeurigheid van 3D printen te verbeteren, moet de hoeveelheid toegevoegd materiaal worden verminderd, moet de grootte van de 3D printeenheid worden geregeld en moet de bewegingsnauwkeurigheid van het systeem worden verbeterd. Deze mogelijkheden zijn echter moeilijk verder te verbeteren in kortetermijnonderzoek.

Wat zijn de belangrijkste verschillen tussen 3D printen en spuitgieten?

3D printen en spuitgieten worden vaak gezien als concurrerende technologieën, elk met hun eigen voordelen en toepassingen.

Terwijl 3D-printen maatwerk en flexibiliteit biedt, is spuitgieten ideaal voor efficiënte productie van grote volumes en lagere kosten.

Laten we de verschillen tussen 3D printen en spuitgieten vergelijken.

Initiële installatiekosten

Spuitgieten heeft hoge opstartkosten door de fabricage van matrijzen (bijv. $10.000 - $50.000), terwijl 3D-printen relatief lage opstartkosten heeft omdat er geen matrijzen nodig zijn.

Kosten per eenheid

Spuitgieten is laag in grote volumes en de kosten dalen met de schaal, 3D-printen is over het algemeen hoger, vooral voor eenmalige of kleine series.

Snelheid

Spuitgieten is snel, seconden tot minuten per onderdeel, ideaal voor massaproductie. 3D printen is langzamer, duurt enkele uren per onderdeel en varieert per complexiteit en grootte.

Materialen

Spuitgieten is beschikbaar in een groot aantal materialen, waaronder verschillende kunststoffen en metalen, en is geschikt voor toepassingen met hoge belasting. 3D-printen is beschikbaar in een groot aantal materialen, waaronder kunststoffen, metalen en harsen, maar de geschiktheid varieert per toepassing.

Volume

Spuitgieten is zeer efficiënt bij massaproductie, met een output van duizenden tot miljoenen stuks. 3D-printen is het meest geschikt voor kleine series, prototypes en producten op maat.

Aanpassing

Het vervangen van spuitgietmatrijzen is duur en tijdrovend. 3D-printen is zeer .

Flexibel en gemakkelijk om ontwerpen digitaal aan te passen

Kracht en duurzaamheid

Spuitgieten is over het algemeen sterker en beter voor functionele onderdelen, 3D-printen kan variëren afhankelijk van de gebruikte technologie en materialen.

Precisie en consistentie

Spuitgieten is extreem nauwkeurig met krappe toleranties (bijv. ±0,005 inch), 3D printen is nauwkeurig maar kan variëren (bijv. ±0,1 mm tot ±0,5 mm).

Milieu-impact

Spuitgieten heeft een grote impact door materiaalafval en energie die in het proces wordt gebruikt, 3D-printen heeft het potentieel voor een lagere impact met minder afval en duurzamere materialen.

Ontwerpcomplexiteit Mogelijkheden

Spuitgieten kan complexe ontwerpen aan, maar wordt beperkt door de beperkingen van de matrijs. 3D printen is geweldig voor complexe vormen en ingewikkelde details.

Toleranties en oppervlaktekwaliteit

Spuitgieten heeft strakke toleranties en een goede afwerking zonder extra bewerking, terwijl de toleranties bij 3D-printen minder strak zijn en de oppervlakteafwerking nabewerking kan vereisen.

Geschiktheid materiaal voor eindgebruik

Spuitgieten is geweldig en goed voor functionele onderdelen en eindproducten, 3D printen is goed voor prototypes en niet-functionele onderdelen, maar het hangt af van wat je maakt.

Wanneer spuitgieten voor kunststofonderdelen?

Spuitgieten is de manier om te gaan voor bepaalde productiebehoeften. Het is de beste methode voor projecten waarbij volume, kosten en precisie belangrijk zijn.

Massaproductie

Wanneer je veel onderdelen moet maken, spuitgieten is de manier om te gaan. Het is perfect voor massaproductie omdat je er snel en consistent een heleboel onderdelen mee kunt maken. De kosten om de matrijs op te zetten worden gecompenseerd door de lagere kosten per onderdeel, waardoor je veel geld bespaart als je veel onderdelen maakt. Spuitgieten is de snelste en meest efficiënte manier om duizenden tot miljoenen van hetzelfde te maken, dus het is de beste keuze voor grote volumes.

Consistentie en precisie in productie

Spuitgieten staat bekend om zijn vermogen om onderdelen met een hoge precisie en uniformiteit te produceren. Dit is de manier om te gaan als je onderdelen nodig hebt met nauwe toleranties en een consistente kwaliteit. De precisie van spuitgieten betekent dat elk onderdeel een kopie is van het vorige, wat belangrijk is in industrieën waar consistentie belangrijk is, zoals de auto-industrie en de productie van medische hulpmiddelen.

Complex ontwerp van onderdelen en details

Als u te maken hebt met complexe onderdelen of ingewikkelde details, is spuitgieten vaak de beste keuze. Het proces kan complexe geometrieën en fijne details aan die met 3D printen moeilijk of onmogelijk zijn. Spuitgietmatrijzen kunnen worden ontworpen om complexe vormen met hoge precisie te produceren, waardoor deze methode ideaal is voor onderdelen met gedetailleerde kenmerken of specifieke functionele vereisten.

Materialen en duurzaamheid

Als je onderdelen moet maken van een specifiek materiaal of met bepaalde fysische eigenschappen, dan biedt spuitgieten je heel wat mogelijkheden. Je kunt allerlei soorten kunststoffen en composieten gebruiken om ervoor te zorgen dat je eindproduct sterk genoeg, flexibel genoeg of hittebestendig genoeg is. Dit is vooral belangrijk als je onderdelen maakt die veel mechanische stress of omgevingsfactoren moeten doorstaan.

Rendabel voor grote bestellingen

Als je veel onderdelen maakt, worden de kostenvoordelen van spuitgieten pas echt duidelijk. Hoewel je vooraf meer geld moet uitgeven om de matrijs te ontwerpen en de machine in te stellen, dalen de kosten per onderdeel naarmate je meer onderdelen maakt.

Geweldige oppervlakteafwerking en ziet er goed uit

Onderdelen die gemaakt zijn door spuitgieten hebben een geweldige oppervlakteafwerking en hoeven meestal niet meer bewerkt te worden. Voor consumentenproducten is het belangrijk dat ze er net zo goed uitzien als dat ze werken. Spuitgieten is de beste manier om onderdelen te maken die er goed uitzien, dezelfde kleur hebben en hetzelfde aanvoelen. Daarom gebruiken mensen die dingen maken zoals telefoons en broodroosters spuitgieten.

Wanneer 3D printen gebruiken?

3D-printen is geweldig voor sommige dingen en heeft een aantal voordelen ten opzichte van andere manieren om dingen te maken, zoals spuitgieten.

Je kunt dingen snel maken en snel veranderen

Als je iets begint te maken, is 3D-printen geweldig. Je kunt iets maken, uitproberen en verbeteren. Je kunt dingen snel maken en snel veranderen. 3D printen is echt goed in het snel en gemakkelijk maken van dingen, dingen maken wanneer je ze nodig hebt en nieuwe ideeën uitproberen.

Onderdelen op maat maken

3D-printen is geweldig voor het maken van aangepaste of gepersonaliseerde onderdelen. Of het nu gaat om aangepaste medische apparaten, aangepaste auto-onderdelen of unieke architecturale modellen, deze methode maakt veel maatwerk mogelijk zonder de hoge kosten van aangepaste mallen voor spuitgieten.

Complexe vormen en ontwerpen

Een van de grootste voordelen van 3D printen is dat het complexe vormen en ontwerpen aankan die moeilijk of onmogelijk te maken zijn met spuitgieten. Dit betekent dat je dingen kunt doen die voorheen niet mogelijk waren, zoals onderdelen maken met interne vormen, ondersnijdingen en rare vormen.

Productie van kleine batches en beperkte series

3D printen is perfect voor het maken van kleine hoeveelheden en beperkte oplages. Het is een kosteneffectief alternatief voor projecten waarbij je niet veel onderdelen nodig hebt, zodat je niet veel geld hoeft uit te geven aan spuitgietmatrijzen. Dit is vooral goed voor starters en kleine bedrijven die niet veel producten hebben.

Minder afval en duurzame productie

Duurzaamheid is belangrijk in de productie en 3D printen is een groenere optie. In plaats van materiaal weg te snijden om een vorm te maken, zoals bij traditionele methoden, wordt alleen het materiaal gebruikt dat nodig is om het onderdeel te maken. Dat betekent minder afval.

Toepassingsverschillen tussen 3D printen en spuitgieten

Als het gaat om 3D printen versus spuitgieten, hangt de keuze vaak af van de toepassing. Elk heeft zijn eigen sterke punten en is beter geschikt voor verschillende productiebehoeften.

3D-printen is geweldig voor maatwerk en complexe ontwerpen, terwijl spuitgieten de voorkeur geniet voor grote volumes en kosteneffectieve productie. Laten we eens kijken waar elk van deze technieken wordt gebruikt in verschillende industrieën.

Prototypes

3D-printen zorgt voor snelle wijzigingen in het ontwerp en de mogelijkheid om snel meerdere iteraties te testen. Spuitgieten is geweldig voor prototypes in het laatste stadium die eruit moeten zien en aan moeten voelen als het echte product.

Aangepaste onderdelen: 3D printen is ideaal voor aangepaste producten of aangepaste onderdelen met unieke vereisten. Spuitgieten is kosteneffectief voor grote volumes aangepaste onderdelen, maar voor elk ontwerp is een matrijs nodig.

Complexe ontwerpen

Met 3D-printen kun je complexe details en complexe vormen maken die je met andere methodes niet kunt maken. Spuitgieten wordt beperkt door de complexiteit van de matrijs en is beter voor eenvoudige vormen.

Kleine batchproductie

3D printen is goedkoop voor kleine series en vereist geen grote investering vooraf. Spuitgieten is duur omdat je moet betalen voor de mal en de installatie.

Massaproductie

3D-printen is niet geschikt voor massaproductie vanwege de lage snelheid en hoge kosten per eenheid. Spuitgieten is zeer efficiënt en verlaagt de kosten per eenheid bij massaproductie aanzienlijk.

Medische apparaten

3D-printen is geschikt voor op maat gemaakte medische implantaten en protheses, terwijl spuitgieten wordt gebruikt voor massaproductie van medische benodigdheden zoals spuiten en flacons.

Ruimtevaart onderdelen

3D printen is geschikt voor lichtgewicht, complexe onderdelen, terwijl spuitgieten is geschikt voor grote volumes zoals cabineonderdelen.

Auto-onderdelen

3D-printen is beperkt tot prototypes en speciale onderdelen, terwijl spuitgieten geschikt is voor grote volumes zoals cabineonderdelen.

Auto-onderdelen

3D-printen is beperkt tot prototypeontwerp en professionele groepen, terwijl spuitgieten de productie van grote volumes standaardonderdelen domineert.

Consumptiegoederen

3D-printen is geweldig voor dingen op maat of in beperkte oplage, en spuitgieten is geweldig voor het maken van veel dingen zoals speelgoed en huishoudelijke artikelen.

Onderwijs/Onderzoek

3D-printen is goed om te leren en te experimenteren, spuitgieten wordt meestal niet gebruikt omdat het veel kost om op te zetten,

Waarom 3D printen het spuitgieten niet volledig kan vervangen?

Prijs

Zowel FDM als spuitgieten gebruiken ABS-materiaal. ABS voor spuitgieten kost 10.000 yuan per ton, dat is 10 yuan. Een kilo, plus een paar cent toner, de grondstofkosten zijn precies zo. Achteraf gezien gebruikt FDM ABS filament, dat ongeveer 50 per kilogram kost. Het verschil in materiaalkosten is bijna 5 keer zo groot.

Materiaalgebruik

Er wordt gezegd dat 3D-printen additieve productie is en materiaal bespaart. Veel mensen weten echter niet dat spuitgieten eigenlijk materiaal bespaart. Spuitgieten heeft een zeer volwassen proces voor afvalrecycling en hergebruik, en het materiaal van de spuitmond kan opnieuw worden geïnvesteerd zonder zelfs maar op de grond te landen. Teruggebracht in de trechter voor hergebruik, is een zak van 25 kg grondstoffen bijna gelijk aan 25 kg product.

Snelheid

Over het algemeen is het geen groot probleem om twee matrijzen in één minuut te verwerken voor spuitgieten om een goede productkwaliteit te garanderen. FDM en FDM printen moeten in uren worden opgenomen.

Productsterkte en vormnauwkeurigheid

Het woord spuitgieten maakt het heel duidelijk. Nadat de kunststof grondstof gesmolten is, wordt het onder een bepaalde druk in de matrijs gespoten. De druk blijft nog enige tijd gehandhaafd nadat de grondstof de matrijs heeft gevuld, en kan dan na enige tijd na afkoeling uit de matrijs worden gehaald.

Dit proces zorgt ervoor dat het product voldoende sterkte en precisie heeft. Legoblokjes, de Legoblokjes van 10 jaar geleden en de Legoblokjes van vandaag passen allemaal goed in elkaar. Als FDM wordt gebruikt om Legoblokjes te maken, is het moeilijk om de nauwkeurigheid op dit niveau te controleren.

Bovendien wordt FDM laag voor laag geprint. Deze methode kan niet garanderen dat het product glad zal zijn. Met voldoende kracht kan hetzelfde Legoblokje worden opgepakt en gebruikt als het valt en erop wordt getrapt, maar het kan niet opnieuw worden gebruikt als het FDM-geprint is.

Concluderend kan ik zeggen dat spuitgieten voordelen heeft zoals het zich heeft ontwikkeld. Door deze voordelen zie ik niet de mogelijkheid om het te vervangen door 3D-printen. 3D-printen heeft zijn voordelen als gespecialiseerde en op maat gemaakte verwerkingsmethode, maar ik wil spuitgieten vervangen. Ik denk dat het nog steeds moeilijk te vormen is.

Conclusie

Bij de keuze tussen 3D printen en spuitgieten zijn er een paar dingen waar je rekening mee moet houden. Dit zijn onder andere verwerkingscapaciteit, complexiteit van het ontwerp, kosten en de beoogde toepassing. 3D printen is geweldig omdat het superflexibel is. Je kunt het gebruiken voor snelle prototypes, maatwerk en het maken van complexe ontwerpen. Het is perfect voor productie in kleine aantallen, vooral als je unieke of complexe onderdelen nodig hebt.

Aan de andere kant, spuitgieten is ideaal voor de productie van grote volumes. Het is kosteneffectief, nauwkeurig en consistent. Het is de manier om te gebruiken als je veel van hetzelfde onderdeel moet maken. Het is vooral goed als je onderdelen nodig hebt die sterk en duurzaam zijn. Dus als het gaat om 3D printen versus spuitgieten, heeft elk zijn eigen voordelen. Je moet naar je project kijken en beslissen wat het beste voor je is.