Giriş: 3D baskı harika ve hepsi, ancak yakın zamanda geleneksel enjeksiyon kalıplamanın yerini almayacak. Her ikisinin de artıları ve eksileri vardır ve farklı alanlarda birbirlerinden daha iyi performans gösterebilirler.

3D baskı küçük çalışmalar ve prototipleme için iyidir, ancak enjeksiyon kalıplama süreci hala çok sayıda parça yapmak için yüksek hacimli üretim yoludur. Bu makale, 3D baskının neden enjeksiyon kalıplamanın yerini almayacağı hakkındadır.

3D Baskı Nedir?

3D baskı eklemeli üretimdir, yani başlangıçtaki malzeme katman katman oluşturulur. 3D baskı, sanal bir bilgisayar tasarımını okuyarak ve malzemeler, filamentler veya tozlar kullanarak kalıplamayı yeniden üreterek üç boyutlu nesneler oluşturur.

Enjeksiyon Kalıplama Nedir?

Enjeksiyon kalıplama, plastikten bir şeyler yapmanın bir yoludur. Plastik bir malzemenin eriyene kadar ısıtıldığı bir süreçtir. Erimiş plastik daha sonra yüksek basınç altında bir kalıba zorlanır. Plastik soğuduktan sonra kalıp açılır ve parça dışarı çıkarılır.

Hızlı bir süreçtir ve yüksek hassasiyetli mühendislik bileşenlerinden tek kullanımlık tüketim mallarına kadar çok sayıda aynı ürünü yapmak için kullanılır. Enjeksiyon kalıplama sürecinde, doğru kalıp malzemelerinin seçilmesi çelik kalıpların dayanıklılığı ve üretim verimliliği için çok önemlidir.

Enjeksiyon Kalıplama ile 3D Baskının Maliyet Karşılaştırmaları Nelerdir?

Herhangi bir imalat projesinin toplam maliyeti büyük önem taşır çünkü ürününüzün başarılı olup olmayacağını belirler. Toplam maliyet, kurulum maliyetleri, takım maliyetleri ve işçilik maliyetleri gibi birkaç farklı şeye bağlı olarak değişecektir.

İşte enjeksiyon kalıplama ve 3D baskı maliyetleri arasındaki farklar ve her birinin dökümü.

İlk Kurulum Maliyetleri

Enjeksiyon kalıplamanın ön maliyeti, daha yüksek ekipman ve kalıp tasarımı ve üretimi nedeniyle daha yüksektir. Örneğin, küçük boyutlu (10 x 10 cm) bir kalıp bile $5000 ila $10,000'e mal olabilir. Ancak kalıp uzun süre kullanılabilir.

Ancak 3D baskı sadece yazıcının maliyetini ve projeye başlamak için gereken malzemeleri gerektirir. Ayrıca, küçük masaüstü 3D yazıcılardan büyük endüstriyel yazıcılara kadar her boyutta yazıcı ile alan açısından da esnektir.

İşlem Maliyetleri

Daha önce de belirttiğim gibi, enjeksiyon kalıplarının maliyeti başlangıçta kalıbın toplam maliyetine çok fazla katkıda bulunur, ancak daha fazla parça yaptıkça maliyet düşer. 3D baskı ile, ön tarafta da daha düşük kalıp maliyetlerine sahip olursunuz.

Ayrıca, maliyet enjeksiyon kalıplama kontrol üniteleri, parça çıkarma sistemleri ve kalıbın maliyetini artıran diğer küçük şeyler gibi şeyleri içerir.

Malzeme Maliyetleri

İlk olarak, üreticiler genellikle enjeksiyon kalıplama projeleri için malzemeleri toplu olarak satın alırlar çünkü genellikle büyük miktarlar için iyidir. Böylece para tasarrufu sağlanır. Ayrıca, kalıplama, ürün performansına zarar vermeden nispeten düşük dereceli malzemeleri işleyebilir.

Ancak SLS'de üretim haznesini tozla doldurursunuz. Tozu yeniden kullanabilirsiniz, ancak bu o kadar verimli değildir ve daha pahalıdır. Ayrıca, bazı uygulamalar istedikleri performansı elde etmek için özel özelliklere (yüksek mukavemet, esneklik veya termal kararlılık gibi) sahip malzemelere ihtiyaç duyar. Bu malzemeler enjeksiyon kalıplamada kullanılan standart plastiklerden daha pahalıdır.

İşçilik Maliyetleri

Son olarak, işçilik maliyetleri 3D baskı ve enjeksiyon kalıplama arasında farklıdır çünkü genel maliyet verimliliğini etkiler. 3D baskıdaki yüksek otomasyon derecesi, küçük partiler, karmaşık veya özelleştirilmiş parçalar için işçilik maliyetlerini azaltır. İnsan müdahalesi yalnızca kurulum, izleme ve işlem sonrası için gereklidir.

Enjeksiyon kalıplama da otomatik, gelişmiş bir üretim sürecidir, ancak kalıp tasarımı ve bakımının karmaşıklığı, 3D baskıdan daha yüksek işçilik maliyetlerine yol açar.

Enjeksiyon Kalıplama ve 3D Baskı Arasındaki Temel Farklar Nelerdir?

Cilt

Enjeksiyon kalıplamada kalıplar büyük önem taşır. Kalıpları tasarlamak ve yapmak zorundasınız. Bu, enjeksiyon kalıplamayı prototipleme ve küçük seri üretim için o kadar iyi yapmaz. Öte yandan, 3D baskıda böyle bir takım zorluğu yoktur. 3D yazdırılabilir tasarımınızı ve filamentinizi aldıktan sonra, makine tasarımınızı herhangi bir karışıklık olmadan gerçekleştirebilir.

Bu nedenle, diğer teknolojiler ihtiyacınız olan karmaşıklığı yapamadığı sürece, 3D baskı binlerce çalışma ile prototipleme için mükemmeldir. Bir başka harika şey de, 3D baskılı enjeksiyon kalıplarının plastik kalıplama için popüler olmasıdır. Ancak, enjeksiyon kalıplama orta ila büyük çalışmalar için süper ucuzdur. Kalıbı yaptıktan sonra milyonlarca döngü çalıştırabilirsiniz.

Tasarım Karmaşıklığı ve Özelleştirme

Karmaşıklık söz konusu olduğunda, özellikle enjeksiyon kalıplama ile 3D baskıyı karşılaştırdığınızda 3D baskı kraldır. Keskin köşeler, alt kesimler ve diğer karmaşık özellikler yapabilir. Öte yandan enjeksiyon kalıplama, düz taslak açılar, keskin köşelerde malzeme akışı vb. Gibi karmaşık geometriler için bazı sınırlamalara sahiptir.

Ayrıca, binlerce parçaya kadar yapıyorsanız, bu aynı nedenler 3D baskıyı özel parçalar ve ürünler için daha iyi hale getirir.

Parça Boyutu

İlk olarak, enjeksiyon kalıplama, küçük elektronik muhafazalardan büyük araba tamponlarına kadar geniş bir boyut yelpazesi için esnektir. Ancak ilgili enjeksiyon kalıplama ekipmanını ve takımını (kalıpları) kullanmanız gerekir. Örneğin, büyük enjeksiyon kalıplama makineleri 1,5 metre veya daha uzun parçaları kalıplayabilir.

Tipik olarak, 3D yazıcılar küçük bileşenler ve ürünler için daha uygundur. Bununla birlikte, son yenilikler 3D baskılı ürünlerin ve parçaların boyut yeteneklerini genişletmiştir (300mm x 300mm x 400mm veya daha büyük).

Parça Toleransları

3D baskı, enjeksiyon kalıplamaya göre daha sıkı toleranslara sahiptir. Enjeksiyon kalıplı plastik parçalar için ± 0,05 mm ile ± 0,50 mm arasındadır. Öte yandan, 0.127D baskılı bileşenler için toleranslar ± 3mm kadar sıkı olabilir.

Ayrıca, toleranslar malzeme türüne, teknolojiye, alete, ekipmana ve üretim deneyimine bağlıdır.

Geri Dönüş Süresi

Bir enjeksiyon kalıbı yapmak, birkaç haftadan birkaç aya kadar sürebilen hassas ve zaman alıcı bir süreçtir. Daha az zaman alıcı hale getirmek için 3D baskı ve diğer enjeksiyon kalıplarını kullanabilirsiniz. Kalıp hazır olduğunda, enjeksiyon kalıplama çok verimli hale gelir ve uzun geri dönüş sürelerini azaltır.

Öte yandan, 3D baskı ilk üretimde hızlı bir geri dönüş sağlar. Bunun nedeni, kalıplar gibi aletlere ihtiyacınız olmaması ve ilk kurulum süresinin çok daha kısa olmasıdır.

Güç

3D baskılı ve enjeksiyon kalıplı parçalar arasındaki güç farkı, nasıl yapıldıklarına bağlıdır. İlk olarak, 3D baskılı parçalar ne kadar güçlüdür? 3D baskılı parçalar katmanlar oluşturularak yapılır, bu da onları kuvvetin yan yönünde daha zayıf ve daha az sert hale getirir.

Diğer taraftan, kalıplanmış parçalar tek bir dökümle yapılır. Bu onları daha güçlü yapar. Plastik kalıplama işleminin ısı ve basıncı hava kabarcıklarından kurtulur ve malzemenin tümünün birlikte eridiğinden emin olur.

Dolayısıyla, enjeksiyon kalıplama size 3D baskıdan daha güçlü, daha sert bir parça verir. Düşünmeniz gereken tek şey malzemedir, çünkü nihai mukavemet ne tür bir hammadde kullandığınıza da bağlıdır.

Yüzey İşlemi

Şimdi, parçaların nasıl göründüğünü karşılaştıralım. Erimiş malzeme basınç ve ısı ile kalıbın şekline zorlandığında, soğuyup sertleştiğinde yüzey pürüzsüz hale gelir. Ancak bu aynı zamanda kalıbın duvarlarının ne kadar pürüzsüz olduğuna da bağlıdır.

Öte yandan, 3D baskılı nesneler bazı görünür malzeme katmanı çizgilerine sahip olabilir. 3D baskılı plastik ürünlerin pürüzlülüğü (Ra) genellikle 1,6 ila 25 µm arasında değişir. Öte yandan, kalıplanmış parçalar için bu değer 0,1 ila 0,2 mikrondur.

Malzeme Atıkları

Enjeksiyon kalıplama yaptığınızda malzeme israfı olur. Kapılarda, yolluklarda, yolluklarda ve flaşlarda olur. Ancak bunu bir sonraki döngüde geri alabilirsiniz.

Öte yandan, 3D baskı süper malzeme verimlidir. Hiçbir malzemeyi israf etmez (bazen yapısal destekler hariç).

Enjeksiyon Kalıplamanın Avantajları ve Dezavantajları Nelerdir?

Enjeksiyon Kalıplamanın Avantajları Nelerdir?

Özellikle seri üretimde yüksek üretkenliğe ve düşük birim maliyetlere sahiptir. Enjeksiyon kalıplama, ürettiği parçaları partiden partiye hassas tutar. Karmaşık özellikleri ve alt kesimleri işleyen kalıplar yapabilirsiniz. Araba kapı kollarından tıbbi şırıngalara kadar her türlü şey için kullanabilirsiniz.

Malzemenin orijinal mekanik özelliklerini korur veya daha iyi hale getirir. Kalıptan çıkan parçalar harika görünür, bu nedenle daha sonra onlara fazla bir şey yapmanız gerekmez.

Enjeksiyon Kalıplamanın Dezavantajları Nelerdir?

İlk dezavantaj, kalıplama ekipmanı ve enjeksiyon kalıplarına yapılan büyük ön yatırımdır. Taslak açıları ve malzeme akışı gibi tasarım kısıtlamaları nedeniyle karmaşık parça geometrileri sınırlıdır. Küçük partiler için birim maliyetler çok yüksektir. Plastik atıklar sürdürülebilirlik sorunlarını ve çevresel kaygıları gündeme getirmektedir.

3D Baskının Artıları ve Eksileri Nelerdir?

3D Baskının Avantajları Nelerdir?

Kurulum ve takımlamaya yapılan ilk yatırım düşüktür, bu da düşük hacimli üretim için uygun maliyetli olmasını sağlar. Aşağıdakilerden daha karmaşık şekiller oluşturabilir enjeksiyon kalıplamave tasarım değişiklikleri hızlı bir şekilde ayarlanabilir.

3D yazıcılar, tasarım yineleme ve ürün geliştirme için hızlı bir şekilde prototipler üretebilir. Son derece özelleştirilmiş parçalar 3D baskı yoluyla elde edilebilir. Eklemeli bir süreç olarak, çıkarıcı teknolojilere göre daha az atık üretir.

3D Baskının Dezavantajları Nelerdir?

Seri üretim için 3D baskı genellikle enjeksiyon kalıplamadan daha yavaştır. Bununla birlikte, tasarım karmaşıklığı kalıplama ile uyumlu değilse etkili olabilir. Parça boyutu, yatak boyutu ve yazıcı yetenekleri ile sınırlıdır. Basılı yüzeyler genellikle katman çizgileri sergiler. Bu nedenle, pürüzsüz bir yüzey elde etmek için ek son işlem süreçleri gerekebilir.

Nasıl Seçim Yapılır: Enjeksiyon Kalıplama mı 3D Baskı mı?

Üretim için enjeksiyon kalıplama ve 3D baskı arasında seçim yapmak söz konusu olduğunda, dikkate alınması gereken birkaç temel faktör vardır.

Parça Grubu

İhtiyacınız olan parça sayısı, hangi sürecin kullanılacağına karar vermede büyük bir faktördür. Enjeksiyon kalıplama, çok sayıda parça yapmak için mükemmeldir (çalışma başına 1000+ parça). Yalnızca birkaç parçaya ihtiyacınız varsa (10'dan az), 3D baskı daha ucuz ve daha kolaydır.

ABS, PC, Naylon gibi ucuz plastiklerle FDM veya SLS gibi basit 3D baskı işlemleri kullanıyorsanız ve bir parça veya birkaç parça (aynı ve aynı olmayan) yapıyorsanız, 3D baskı kesinlikle gitmenin yoludur. MJF ayrıca orta miktarlarda (10-1000) yapmak için iyi bir seçenektir ve çok yaygındır.

Sonuç olarak, eğer çok fazla parça üretiyorsanız, enjeksiyon kalıplama gitmenin yoludur. Birkaç parça yapıyorsanız, 3D baskı gitmenin yoludur.

Tasarım Karmaşıklığı

Enjeksiyon kalıplama ile bir parça yapmak için önce bir kalıp yapmanız gerekir. Parçanın kalıbını yapmazsınız, parça tasarımının kalıbını yaparsınız. Enjeksiyon kalıplama için bir CAD modeli tasarlamak kolay değildir çünkü düşünülmesi gereken birçok şey vardır.

Örneğin, parça tasarımınızda dik açılar varsa, parçayı kalıptan çıkarmak zordur. Hassas bölgeleriniz varsa, bunlara çok dikkat etmeniz gerekir. Ancak karmaşık bir şey yapmak istiyorsanız, 3D baskı gitmenin yoludur. Tasarım ne kadar karmaşık olursa olsun, 3D baskı bunu çok az çabayla yapabilir.

Sonuç olarak, tasarımınızın enjeksiyonla kalıplanabildiğinden emin olun. Eğer yapılamıyorsa, değiştirin. Yapabiliyorsa, 3D baskı hakkında düşünün.

Yineleme Süresi

Enjeksiyon kalıplama uzun zaman alır çünkü tasarımı analiz etmeniz ve bunun için mükemmel bir kalıp oluşturmanız gerekir (10-20 gün). 3D baskı, enjeksiyon kalıplamaya göre çok daha kısa bir teslim süresine sahiptir. Xometry'de 3D baskılı parçaları 3 gün gibi kısa bir sürede alabilirsiniz.

Sonuç olarak, parçaya hemen ihtiyacınız varsa, 3D baskıyı kullanın.

Özelleştirme

Enjeksiyon kalıplama için kalıbı bir kez oluşturduğunuzda, onu değiştirmek pahalı ve zaman alıcıdır. Enjeksiyon kalıplama, parçaları özelleştirmek veya mevcut bir tasarımda değişiklik yapmak için iyi değildir. Kalıptan çıkardığınız şey nihai parçadır ve onu değiştirmek çok zordur.

Öte yandan, 3D baskı parçaları özelleştirmek için harikadır. İhtiyacınız olan tek şey değiştirilmiş veya özelleştirilmiş bir CAD dosyasıdır. Bu yüzden prototip oluşturma, parçaları test etme için harikadır.

Sonuç olarak, bir prototip yapmak veya bir şeyi özelleştirmek istiyorsanız, 3D baskıyı kullanmalısınız.

Malzeme Dayanımı

Enjeksiyon kalıplı parçalar tek parça halinde yapılır, bu da onları daha güçlü kılar çünkü dikiş veya zayıf nokta yoktur. 3D baskılı parçalar katman katman yapılır, bu da onları daha zayıf hale getirir. 3D baskılı parçalar, genellikle enjeksiyon kalıplı parçalarda görülmeyen görünür çizgilere ve yapısal kusurlara sahiptir.

Sonuç olarak, güçlü bir şeye ihtiyacınız varsa, plastik enjeksiyon kalıplama ile gidin.

Yüzey İşlemi

3D baskılı katmanlar küçük ve birbirine yakın olsa da, yine de onları görebilirsiniz. Bu, katmanlar ne kadar ayrıntılı olursa olsun, bitmiş nesnenin yüzeyinin engebeli olduğu anlamına gelir. Dokunan ve hareket eden makine parçaları gibi başka şeylere sürtünen şeyler yapmak istiyorsanız bu bir sorundur. Yüzeyi yazdırdıktan sonra düzeltmeniz gerekir ki bu da fazladan iş demektir.

Bunun aksine, bir kalıba plastik enjekte ettiğinizde, plastik pürüzsüz bir yüzeye sahip tek bir katman olarak içeri girer. Kalıp çizgileri ve katmanları hakkında endişelenmenize gerek yoktur. Ayrıca, enjeksiyon kalıplı parçaları yaptıktan sonra pürüzsüz hale getirebilirsiniz.

Sonuç: Güzel bir yüzey kalitesi istiyorsanız enjeksiyon kalıplamayı tercih edin.

Maddi Kayıp

Enjeksiyon kalıplama verimlidir çünkü sadece her tasarım için gereken malzemeyi kullanır. Bu, atık konusunda endişelenmeden nesneleri seri üretmenin harika bir yoludur. Öte yandan, bazı 3D baskı teknolojileri destek yapıları oluştururken malzeme kaybeder ve malzeme tozu yeniden kullanılabilse bile, iyi çalışmadan önce sadece birkaç kez tekrar kullanılabilir.

Sonuç: 3D baskı, üretim sonrası başarısız baskılar için çıkarılması gereken destek yapıları gibi çok fazla atık üretmez, ancak tek seferlik veya küçük partiler yapmak için kullanıldığında, atık o kadar büyük bir anlaşma değildir, oysa büyük partiler için atık çok büyüktür. Dolayısıyla, büyük bir özel partiniz varsa, enjeksiyon kalıplamayı düşünmek isteyebilirsiniz çünkü malzeme israfı konusunda endişelenmenize gerek yoktur.

Sonuç

Her iki süreç de plastik malzeme yapımında iyidir, ancak farklı şeylerde iyidirler. Enjeksiyon kalıplama çok sayıda küçük ila büyük karmaşık parça yapmak için iyidir. 3D baskı, karmaşık olan birkaç parçayı yapmak için iyidir. Dolayısıyla, 3D baskı geleneksel üretim enjeksiyon kalıplamanın yerini almayacaktır.