Предисловие: Заменит ли 3D-печать литье под давлением? Возможно, не в ближайшее время, но 3D-печать имеет массу преимуществ перед литьё под давлениемчто делает ее отличным решением для создания прототипов и промышленного применения. 3D-печать - это технология аддитивного производства (AM), которая позволяет создавать детали по одному слою за раз. Она имеет множество уникальных преимуществ по сравнению с литьем под давлением, включая более быстрые сроки производства и распределенную цепочку поставок.

Во многих областях применения 3D-печать позволяет получать детали быстрее, чем литье под давлением, с точностью, не уступающей или превосходящей традиционное производство, и с использованием более экономичных и экологичных материалов.

Тем не менее, вопрос о том, заменит ли 3D-печать литьё под давлением существует с момента зарождения аддитивного производства. На этот вопрос нет короткого ответа, можно лишь сказать, что хотя 3D-печать, возможно, и не сможет полностью заменить литье под давлением в ближайшее время, она уже превзошла эти процессы во многих областях применения.

Понимание того, почему 3D-печать полезна или даже оптимальна для производства, поможет дизайнерам принимать более правильные решения при разработке изделий и выборе производственных процессов. В этой статье мы расскажем о концептуальных преимуществах и недостатках 3D-печати и литья под давлением, областях их применения и различиях между ними.

3D-печать

Что яs 3D Prinтинг?

3D-печать, также называемая аддитивным производством, - это процесс создания трехмерного объекта путем послойного добавления материала. Материалами могут быть пластик, металл или керамика. Это способ быстро и точно создавать сложные конструкции.

Как происходит процесс 3D-печати?

Основные этапы этого процесса включают в себя:

Цифровой дизайн: Процесс начинается с создания цифровой 3D-модели с помощью программного обеспечения для автоматизированного проектирования (CAD). Этот цифровой файл описывает форму и технические характеристики объекта, который будет напечатан.

Нарезка моделей: С помощью специального программного обеспечения цифровая модель делится на тонкие горизонтальные участки. Эти слои соответствуют срезам готового изделия.

Подготовка материала: Печатайте из выбранного вами материала - пластика, металла, керамики или других материалов, доступных для печати. Материалы обычно поставляются в виде нити, порошка или жидкой смолы, в зависимости от типа 3D-принтера.

Объект печати: 3D-принтер получает нарезанные слои цифровой модели и начинает печать. Принтер печатает или соединяет слой за слоем, руководствуясь инструкциями для каждого из них.

Межслойная адгезия: Эти слои склеиваются между собой, образуя твердый объект. Будь то плавление пластиковых нитей, застывание жидкой смолы под воздействием ультрафиолетового света или термическое спекание металлических порошков с помощью лазеров, все виды 3D-печати ставят перед собой задачу скрепления слоев.

Построение объекта: По мере добавления очередных слоев объект постепенно становится трехмерным. Продолжайте добавлять слои, пока весь объект не будет завершен.

Постобработка (необязательно): Постобработка зависит от типа используемой технологии 3D-печати и применяемых материалов. Они могут включать обрезку опор, шлифовку, полировку или нанесение дополнительного слоя отделки для соответствия определенным стандартам качества поверхности.

Каковы преимущества 3D-печати?

Быстрое создание прототипов: Это связано с тем, что традиционные технологии производства предполагают медленные и трудоемкие процессы, такие как обработка пресс-форм или оснастки. Дизайнеры и инженеры также могут быстрее разрабатывать концепции благодаря быстрому созданию прототипов с помощью 3D-принтеров. Это сокращает весь процесс разработки.

Персонализация: Настраиваемость 3D-печатных объектов полезна во многих областях. Например, в медицине уникальные имплантаты могут быть настроены под каждого пациента. Технология может учитывать особые дизайнерские потребности, а также использоваться для разработки персонализированных продуктов для потребителей.

Сократите количество отходов материалов: В отличие от субтрактивных процессов, при которых материал из крупных деталей разрезается на сырые куски, 3D-печать собирает объект по частям. При этом образуется минимум отходов, что делает ее экологичной альтернативой другим методам, которые производят больше отходов, особенно если отливаемая деталь имеет сложную форму.

Подходит для мелкосерийного производства: Кроме того, производственные процессы, как правило, автоматизированы, что делает их неприемлемыми для мелкосерийного производства и требует больших затрат на установку пресс-форм или оснастки. Такие инструменты экономически нецелесообразны в небольших масштабах, но 3D-печать позволяет производить необходимые детали в очень малых объемах или даже за один раз. Это хорошо подходит для нишевых рынков и персонализированных продуктов.

Каковы ограничения 3D-печати?

Ограничения по материалу: Однако, несмотря на то, что ассортимент материалов для печати продолжает расширяться, в некоторых отраслях промышленности все еще требуются материалы с определенными свойствами, которые сложно получить автоматически с помощью машин.

Ограничения по разрешению слоев: Поскольку 3D-печатные объекты создаются по одному слою за раз, вы можете увидеть линии разных цветов. Более высокое разрешение слоев может помочь в решении этой проблемы, но оно также увеличивает время и стоимость печати.

Скорость производства: Хотя 3D-печать отлично подходит для быстрого создания прототипов, ее скорость может быть недостатком по сравнению с другими технологиями для практического массового производства. Изготавливайте литые крышки. Этот способ более эффективен с точки зрения времени при крупносерийном производстве.

В каких отраслях промышленности обычно используется 3D-печать?

Производство и создание прототипов: 3D-печать отлично подходит для быстрого и эффективного создания прототипов. Она позволяет компаниям опробовать дизайн и убедиться в его работоспособности, прежде чем тратить много денег на его изготовление. Это экономит деньги и помогает быстрее справиться с задачей.

Аэрокосмическая промышленность: В аэрокосмической промышленности 3D-печать часто используется для изготовления легких и сложных деталей. Они также могут делать более легкие и сложные детали, например топливные сопла и детали, которые удерживают самолет вместе, чтобы он лучше работал.

Здравоохранение: IВ здравоохранении 3D-печать используется для изготовления медицинских приборов и частей тела. Они могут создавать вещи, которые точно подходят к телу человека, чтобы они лучше работали. Они также могут создавать модели тела человека, на которых можно отрабатывать хирургические операции, прежде чем делать их по-настоящему.

Автомобиль: В автомобильном бизнесе 3D-печать используется для создания новых моделей автомобилей и деталей для них. Они также могут делать специальные детали, которые легче и лучше, чтобы автомобиль работал лучше. Некоторые компании даже изготавливают детали для двигателя с помощью 3D-печати.

Стоматология: 3D-печать также произвела революцию в стоматологии, позволив изготавливать высокоточные зубные протезы (коронки и мосты) и зубные протезы. Это также облегчает создание специальных моделей для стоматологических операций и планирования лечения.

Литье под давлением

Что такое литье под давлением?

Литье под давлением - это процесс производства пластмасс, используемый в основном для изготовления пластиковых деталей.

В этом процессе пластиковые гранулы сначала нагреваются и расплавляются, затем впрыскиваются в форму под высоким давлением, затем охлаждаются и застывают в форме, и, наконец, форма открывается и из нее извлекается сформованное пластиковое изделие.

Литье под давлением имеет широкий спектр применения, включая изготовление крышек для бутылок, игрушек, стульев и других предметов повседневного обихода. Этот процесс не только подходит для крупномасштабного массового производства, но и позволяет изготавливать пластиковые изделия сложной формы и с различными функциями.

Каковы преимущества литья под давлением?

Сверхвысокая эффективность производства: Процесс литья под давлением достиг значительного прогресса в автоматизации и числовом управлении, благодаря чему весь процесс обработки стал высокоавтоматизированным и значительно повысилась его эффективность.

Термопластавтомат может непрерывно производить продукцию в соответствии с заданной процедурой, не останавливая машину для смены пресс-формы, сокращая вмешательство рабочих и человеческие ошибки, тем самым повышая эффективность производства.

Сверхвысокая точность формовки: В процессе литья под давлением используется современное оборудование с ЧПУ и высокоточные пресс-формы, что позволяет добиться высокой точности литья. В то же время, поскольку такие параметры, как время и давление впрыска, можно точно контролировать, обеспечивается точность размеров и однородность продукта.

Универсальный: Литье под давлением может использоваться для изготовления широкого спектра материалов, включая термопласты, термореактивные материалы, резину, формы для литья под давлением, металлические порошки и т. д. Оно отличается высокой адаптивностью и универсальностью.

Мало отходов: При литье под давлением для производства могут использоваться различные переработанные материалы, что позволяет повторно использовать отбракованные пластмассы, сократить количество отходов и уменьшить загрязнение окружающей среды.

Каковы недостатки процесса литья под давлением?

Дорогостоящее оборудование и стоимость пресс-формы: Для литья под давлением требуются высокоточные пресс-формы и современные термопластавтоматы, которые стоят дорого. Таким образом, стоимость оборудования и пресс-форм высока и не подходит для малых предприятий и частных лиц.

Строгие требования к процессу: Литье под давлением предъявляет строгие требования к сырью, формам, окружающей среде и другим аспектам. Если процесс неправильный или не соответствует требованиям, это может легко привести к проблемам с качеством продукции.

Требует больших капиталовложений и технической поддержки: Для работы литья под давлением требуются профессиональные специалисты и высокоавтоматизированное оборудование, поэтому компаниям необходимо иметь достаточно средств и технологий для его поддержки.

Проблемы технического обслуживания: Как термопластавтоматы, так и пресс-формы требуют регулярного обслуживания и проверок. Когда оборудование и пресс-формы работают на высоких скоростях, они чаще выходят из строя или повреждаются. Сложность в обслуживании также означает более высокие эксплуатационные расходы.

В каких отраслях промышленности обычно используется процесс литья под давлением?

Литье под давлением - это метод обработки пластика, который широко используется в различных областях и позволяет обрабатывать пластиковые детали различных типов и размеров. Ниже перечислены некоторые из основных областей, в которых процесс литья под давлением часто используется для обработки пластиковых деталей.

Электроника и электроприборы: Литье под давлением используется для производства корпусов, разъемов, кабелей и других пластиковых деталей для электронного оборудования. Сюда входят такие детали, как корпуса сотовых телефонов, розетки, изоляция проводов и держатели для электронных плат.

Автомобильная и транспортная промышленность: Автомобильная промышленность широко использует процессы литья под давлением для производства деталей автомобилей, таких как приборные панели, линзы фар, детали интерьера, детали двигателя, кузова, а также различные трубы и соединения.

Промышленность медицинского оборудования: В индустрии медицинского оборудования технология литья под давлением используется для производства медицинских приборов, медицинских шприцев, инфузионных пакетов, корпусов для медицинского оборудования и т.д.

Промышленность бытовой техники: В быту и производстве бытовой техники процесс литья под давлением используется для изготовления стульев, столов, пультов дистанционного управления телевизорами, корпусов электроприборов, смесителей, аксессуаров для ванной комнаты и т.д.

Индустрия потребительских товаров: Литье под давлением широко используется в производстве различных потребительских товаров, таких как пластиковые бутылки, игрушки, подошвы для обуви, посуда, упаковочные контейнеры и т.д.

Аэрокосмическая промышленность: В аэрокосмической промышленности литье под давлением используется для производства компонентов для самолетов и космических аппаратов, включая сиденья, оболочки, воздуховоды и интерьеры самолетов.

В чем разница между 3D-печатью и литьем под давлением?

Режим производства

Литье под давлением по-прежнему остается лучшим выбором для традиционного крупносерийного производства. Оно позволяет производить стандартизированные изделия по низкой цене и в больших масштабах, пока есть пресс-формы для литья под давлением.

3D-печать лучше всего подходит для производства персонализированных и разнообразных изделий. Она не требует традиционных инструментов, приспособлений, станков или каких-либо пресс-форм. Она может напрямую преобразовать любую форму из компьютера в физическую модель автоматически, быстро, непосредственно и относительно точно. Благодаря большому размеру 3D-принтера, чем сложнее и нетверже объекты, тем быстрее они обрабатываются и экономятся затраты на сырье.

Если говорить только о производственных затратах, то стоимость литьё под давлением гораздо ниже, чем у технологии 3D-печати. Однако для промышленного производства реальное звено экономии средств благодаря 3D-печати заключается в модификации прототипа.

Модификация прототипа требует только изменения CAD-модели и не влечет за собой никаких производственных затрат. Следует отметить, что при литье под давлением, если прототипом является стальная форма, стоимость относительно невысока, но если используются инструменты для литья из алюминиевого сплава, стоимость гораздо выше.

Однако стоит отметить, что появляется все больше и больше программного обеспечения для прототипирования литья под давлением, поэтому с точки зрения стоимости 3D-печать может вскоре потерять свое преимущество.

Количество продукции

Кто доминирует по количеству продукции? Все мы знаем, что скорость определяет производительность. По сравнению с традиционными процессами, скорость пластиковой 3D-печати все еще ниже. Для крупномасштабного производства литье под давлением по-прежнему остается лучшим выбором.

Следует отметить, что даже крупные производственные линии, применяющие технологию 3D-печати, обычно используют ее только для изготовления пресс-форм и тестирования продукции. Основной процесс не является аддитивным производством. С этой точки зрения литье под давлением имеет преимущество.

Стоимость изготовления

Благодаря широкой доступности сырья для литья под давлением, его масштабные, быстрые и стандартизированные производственные характеристики также способствуют снижению стоимости одного изделия. Поэтому с точки зрения производственных затрат стоимость литья под давлением гораздо ниже, чем у технологии 3D-печати.

Однако для промышленного производства реальная экономия средств за счет 3D-печати заключается в модификации прототипа. Модификация прототипа требует только изменения CAD-модели и не влечет за собой никаких производственных затрат.

При литье под давлением, если прототипом является стальная форма, стоимость модификации будет относительно низкой, но если используются инструменты для литья из алюминиевого сплава, стоимость будет намного выше. Именно по этой причине многие компании и частные лица, занимающиеся разработкой пресс-форм, выбирают 3D-принтеры Chuangxiang 3D для разработки и печати пресс-форм.

Качество изготовления

Другое дело, что 3D-печать ограничена в качестве деталей, которые она может изготовить. Здесь выигрывают традиционные производственные процессы. Несмотря на то, что типы материалов для 3D-печати расширяются, они все еще остаются лишь каплей в море по сравнению с литьем под давлением. Поэтому, если материал для 3D-печати отличается от конечного продукта, вы можете проводить испытания только по форме, что совсем не поможет вам при тестировании физических характеристик.

Еще один момент - обработка поверхности. Хотя качество 3D-печатных деталей во многом зависит от производительности принтера, оно все равно даже близко не сравнится с полированными стальными литьевыми формами. И последнее - долговечность изделия. 3D-печатные детали также немного уступают деталям, изготовленным методом литья под давлением.

Области применения

В настоящее время процесс литья под давлением может обеспечить массовое производство изделий с однородной формой, поэтому он очень подходит для массового производства стандартизированных продуктов.

Для 3D-печати достаточно ввести трехмерное изображение через терминал управления, после чего можно распечатать сырье в физические модели или даже непосредственно изготовить детали или пресс-формы, что позволяет эффективно сократить цикл разработки продукта. 3D-принтеры для трехмерного производства широко используются в сфере производства, архитектурного дизайна, проектирования моделей пресс-форм и т.д.

Однако стоит отметить, что появляется все больше и больше программного обеспечения для прототипирования литья под давлением, поэтому с точки зрения стоимости 3D-печать может вскоре потерять свое преимущество.

Заключение

Одним словом, 3D-печать имеет множество преимуществ в плане быстрого создания прототипов, персонализации, сокращения отходов материалов и пригодности для мелкосерийного производства. Однако вряд ли она полностью заменит литье под давлением в производстве. Литье под давлением При этом он обладает значительными преимуществами, такими как высокая эффективность производства, высокая точность формовки, универсальность и малое количество отходов.

Кроме того, достижения в технологии литья под давлением, такие как интеграция цифровых инструментов проектирования и автоматизации, продолжают повышать ее эффективность и гибкость. Хотя 3D-печать будет продолжать играть важную роль в определенных областях и отраслях, эти два производственных процесса, скорее всего, будут сосуществовать и использоваться там, где их сильные стороны наиболее выгодны.