Литье под давлением и 3D-печать — две самые популярные технологии производства пластиковых деталей. Они также являются основными вариантами для проектирования, НИОКР и производства. Распространение доступной 3D-печати дало мощный инструмент быстрого прототипирования и альтернативу литью под давлением при изготовлении пластиковых деталей и изделий. Обе технологии универсальны и эффективны, но для каждого проекта одна из них подходит лучше.
В мире производства распространено заблуждение, что 3D-печать может заменить литье под давлением и стать абсолютным победителем во всех аспектах. Но у обеих технологий есть свои плюсы и минусы. В этой статье я дам вам краткий обзор и сравню эти две технологии, чтобы помочь вам принять лучшее решение в вашей работе.
Ⅰ.Литье под давлением
Литьё под давлением, также известное как инжекционное формование, — это метод, сочетающий впрыск и формование. Его преимущества — высокая скорость и эффективность производства, возможность автоматизации, множество вариантов дизайна и цвета, формы от простых до сложных и размеры от крупных до мелких. Изделия имеют точные размеры, легко заменяются и могут иметь сложную форму. Литьё под давлением подходит для массового производства, изделий сложной формы и других областей формования.
При нужной температуре расплавленный пластик перемешивается шнеком, с большим давлением подается в форму, затем остывает, становится твердым, и получается деталь. Это хороший способ изготовления многих деталей, которые трудно сделать, и это один из основных способов изготовления деталей.
1. Преимущества литья под давлением
Одно из преимуществ литья под давлением заключается в том, что с его помощью можно изготавливать множество деталей с высокой точностью и идеальной повторяемостью. При использовании литья пластмасс под давлением у вас есть множество различных материалов на выбор. Каждый материал может иметь тысячи различных вариаций с добавками, которые придают им различные свойства. Они могут иметь различный вес, стоимость, гибкость, пластичность, и все эти возможности безграничны.
Литье под давлением позволяет изготавливать много деталей одновременно и делать очень тонкие детали. Очень легко добавлять детали к литым под давлением деталям, потому что процесс настолько повторяем. Литье под давлением позволяет делать более прочные детали. Более того, в литьевую форму можно добавлять наполнители.
2. Как использовать литье под давлением?
Для такого производства нужны большие машины. В этих машинах есть бункер, плунжер для впрыска и нагреватель. Изготовление пресс-форм таким способом немного дороговато, и если вам придется вносить много изменений в свой продукт, вам придется каждый раз изготавливать новую форму, что может быть очень дорого. Поскольку такие формы обычно изготавливаются из стали, в них сложно вносить изменения, и они не подходят для создания прототипа. Но если вы собираетесь сделать их много, это отличный способ сэкономить время и деньги.
Ⅱ. 3D-печать
3D-печать - это разновидность технологии быстрого прототипирования, также известная как аддитивное производство. Это технология, использующая клейкие материалы, такие как порошкообразный металл или пластик, для создания объектов путем послойной печати на основе цифровых файлов моделей.
1. Преимущества 3D-печати
У 3D-печати есть масса преимуществ, которые делают ее настоящим дополнением к традиционным технологиям производства. Во-первых, 3D-печать отлично подходит для итерации продукта. 3D-печать долгое время считалась технологией быстрого прототипирования. Это уже не так, поскольку она также стала надежной технологией производства. Однако быстрое и простое создание прототипов по-прежнему остается одним из лучших преимуществ этой технологии производства.
Когда вы используете 3D-печать, вы печатаете свой проект, чтобы протестировать его, используете программное обеспечение для 3D-моделирования, чтобы внести изменения, а затем снова печатаете, чтобы проверить, получились ли изменения. Такая гибкость сэкономит вам время и деньги, а также поможет создавать более качественные продукты.
Использование 3D-печати также помогает избежать лишних трат материалов. По сравнению с традиционными методами обработки с ЧПУ, 3D-печать использует только то количество материалов, которое необходимо для всего проекта, что сокращает количество отходов и снижает производственные затраты. С помощью 3D-печати можно также улучшить управление цепочкой поставок и избежать расходов на хранение лишних запасов.
2. Как использовать 3D-печать?
С момента появления 3D-печати стали доступны десятки различных типов 3D-принтеров. Если вам нужно просто печатать из филамента для 3D-печати, можно купить такой 3D-принтер, как FDM-принтер. Если нужны более качественные материалы и производственные процессы, можно потратить больше и приобрести более профессиональный промышленный 3D-принтер, например SLS 3D-принтер. Стоимость покупки 3D-принтера зависит от требований проекта и имеющегося бюджета. При очень быстрой разработке новых продуктов такие затраты окупятся.
Ⅲ. Разница между 3D-печатью и литьем под давлением
Когда вы готовы приступить к разработке нового проекта, вам необходимо подумать о технологии производства, которую вы собираетесь использовать. Будь то 3D-печать или литье под давлением, вы должны понимать различия между ними, чтобы решить, какая технология лучше всего подходит для вашего проекта. В этой статье мы сравним методы производства, стоимость изготовления, области применения и другие аспекты, чтобы понять все плюсы и минусы литья под давлением и 3D-печати.
1. Режим производства
Литье под давлением по-прежнему остается лучшим выбором для традиционного крупносерийного производства, поскольку оно позволяет производить стандартизированную продукцию по низкой цене и в больших масштабах, пока есть пресс-формы для литья под давлением.
3D-принтер отличается от традиционного процесса литья под давлением. Ему не нужны традиционные инструменты, приспособления, станки или формы. Он может автоматически, быстро, напрямую и относительно точно преобразовать компьютерную модель любой формы в физический объект. Благодаря большому рабочему объёму 3D-принтера чем сложнее и менее монолитны объекты, тем выше скорость обработки и тем больше экономия сырья, поэтому он лучше подходит для изготовления персонализированных и разнообразных изделий.
2. Стоимость производства
Поскольку для литья под давлением доступно много сырья, его можно производить в больших масштабах, быстро и стандартизированным способом, что также способствует 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.
3. Области применения
В настоящее время литье под давлением - это способ изготовления большого количества одинаковых изделий. Оно идеально подходит для изготовления большого количества одинаковых изделий.
3D-печать - это когда вы вводите 3D-изображение в компьютер, и он печатает реальную вещь. Можно даже распечатать форму или деталь. Это быстрый способ изготовления вещей. Люди используют 3D-принтеры для изготовления самых разных вещей: игрушек, зданий и форм.
Ⅳ. Факторы, которые следует учитывать при выборе литья под давлением или 3D-печати
1. Размер партии
Количество необходимых вам деталей - важный фактор при выборе технологии. Литье под давлением отлично подходит для крупносерийного производства (более 1 000 деталей за серию). Для небольших партий (менее 10 штук) лучше и дешевле использовать 3D-печать. Для простых процессов 3D-печати, таких как SLA или SLS, для дешевых пластиков, единичных деталей или небольших партий (одинаковых и разных) 3D-печать - определенно хороший выбор. MJF или SLS также являются хорошим вариантом для средних партий (10-1000) и очень распространены.
Выводы: Литье под давлением отлично подходит для массового производства, а для небольших партий лучше использовать 3D-печать.
2. Сложность конструкции
Когда вы хотите изготовить деталь методом литья под давлением, вам нужно сделать для нее пресс-форму. Создание CAD-модели для литья под давлением - дело непростое. Приходится думать о многих вещах. Например, если деталь имеет прямой угол, ее будет сложно извлечь из пресс-формы. Если у вас есть деликатный участок, с ним нужно быть очень осторожным. Но если вы хотите сделать сложную деталь, 3D-печать - это отличный вариант. Неважно, насколько сложна ваша деталь, 3D-печать может ее сделать.
Поэтому, если вы хотите изготовить деталь, проверьте, можно ли сделать ее с помощью литья под давлением. Если нет, измените свою деталь. Если можете, используйте 3D-печать.
3. Производственный цикл
Если детали нужны немедленно, выбирайте 3D-печать. Литьё под давлением занимает больше времени, поскольку необходимо спроектировать и изготовить точную пресс-форму на основе анализа конструкции (10-30 дней). 3D-печать значительно быстрее: обычно детали можно получить за 1-5 дней в зависимости от материала и требований процесса.
Вывод: Если вам нужны детали немедленно, выбирайте 3D-печать.
4. Персонализация
После того как вы изготовите форму для литья под давлением, ее изменение будет стоить больших денег и времени. Литье под давлением не подходит для изготовления деталей на заказ или изменения существующего дизайна. Что вы получите из пресс-формы, то и получите, и изменить это очень сложно. 3D-печать, с другой стороны, отлично подходит для индивидуальной настройки, и все, что вам нужно, - это модифицированный или пользовательский файл CAD. Таким образом, она подходит для прототипов и тестовых образцов.
Вывод: 3D-печать хороша для создания прототипов и кастомизации.
5. Прочность материала
Детали, изготовленные методом литья под давлением, имеют один сплошной слой, что делает их более прочными, поскольку в них нет трещин и слабых мест. При 3D-печати детали изготавливаются слой за слоем, что влияет на их общую прочность. При 3D-печати могут быть заметны слои или дефекты в процессе производства, чего обычно не происходит при литье пластмассы под давлением.
Вывод: Если прочность материала является приоритетом, выбирайте литье под давлением.
6. Отделка поверхности
Даже если напечатанные на 3D-принтере слои маленькие и расположены близко друг к другу, их все равно можно увидеть. Это создает ступенчатый рисунок слоев на готовом объекте, независимо от того, насколько тонкой является детализация слоев. Это может вызвать проблемы, если вы хотите сделать объекты, которые трутся о другие объекты, например, детали машин, которые соприкасаются и двигаются. В этом случае объект придется сглаживать после печати, что является дополнительным шагом.
В отличие от литья под давлением, вам не нужно беспокоиться о гребнях и слоях, поскольку материал заливается в один слой и имеет почти идеально гладкую поверхность. Кроме того, детали, изготовленные методом литья под давлением, можно легко разгладить после изготовления.
Выводы: Если речь идет о хорошей отделке поверхности, то литье под давлением - это первый выбор.
7. Материальные отходы
Литье под давлением очень эффективно, поскольку для каждой конструкции используется абсолютно одинаковое количество материала. Это делает его очень эффективным способом массового производства объектов, не опасаясь отходов. С другой стороны, некоторые технологии 3D-печати теряют часть материала при создании опорных конструкций. Даже если порошок материала можно использовать повторно, его можно использовать только несколько раз, иначе свойства материала изменятся.
Вывод: 3D-печать создает сравнительно мало отходов, например поддерживающие структуры и неудачные распечатки, удаляемые при постобработке. При единичном и мелкосерийном выпуске это несущественно, но в больших сериях объем отходов становится огромным. Поэтому для массового производства лучше выбрать литье под давлением, при котором материал не расходуется впустую.
Ⅴ. Заключение
Заменит ли 3D-печать технологию литья под давлением? Думаю, у многих людей есть свой ответ на этот вопрос. В краткосрочной перспективе нынешняя технология 3D-принтеров пока не способна преодолеть эффект масштаба литья под давлением, но для производства небольших деталей 3D-печать обладает значительным потенциалом. В долгосрочной перспективе, в силу различия процессов и потребностей, если в будущем 3D-печать не станет быстрее и дешевле, эти две отрасли будут существовать одновременно.
Когда речь идет о технологии обработки, 3D-печать создает вещи слой за слоем. Это очень хлопотно и не очень эффективно. В основном она используется для изготовления причудливых вещей. Литье под давлением использует пресс-форму, чтобы придать материалу нужную форму. Это быстрее и проще. Вы можете сделать много вещей за один раз, и это дешево.
С точки зрения применения технология 3D-печати больше ориентирована на передовые разработки, например недавно получившее широкую огласку напечатанное сердце. Тель-Авивский университет в Израиле с помощью 3D-печати создал первое в мире «полноценное» сердце с клетками, кровеносными сосудами, желудочками и предсердиями. «Впервые кому-либо удалось спроектировать и напечатать целое сердце, наполненное клетками, кровеносными сосудами, желудочками и камерами, — заявил ведущий исследователь профессор Таль Двир из Школы молекулярной клеточной биологии и биотехнологии TAU, кафедры материаловедения и инженерии, Центра нанонауки и нанотехнологий и Центра регенеративной биотехнологии Sagol. — Ранее люди печатали структуру сердца, но без клеток и сосудов. Наши результаты показывают потенциал подхода для создания персонализированных тканей и замены органов в будущем». Литье под давлением ориентировано на разнообразную промышленную продукцию. Большинство представленных на рынке пластиковых изделий производится на термопластавтоматах.
Когда нужно выбирать между литьем под давлением и 3D-печатью, все зависит от конкретного проекта. Если вам нужно изготовить много деталей, 3D-печать будет медленнее, чем литье под давлением. Если вам нужно сделать много деталей, то литье под давлением все равно будет лучшим вариантом. Если вы ищете качество, детали, изготовленные с помощью 3D-печати, не обладают теми же физическими свойствами и не будут такими же прочными, как детали, изготовленные с помощью литья под давлением. Наконец, с точки зрения затрат, литье под давлением обойдется дешевле.
Нужно коммерческое предложение для вашего проекта литья под давлением?Получите конкурентную цену, рекомендации DFM и график производства от инженерной команды ZetarMold.
Запросить бесплатное предложение → Ознакомьтесь с нашим Полным руководством по литью под давлением, чтобы получить исчерпывающий обзор.
