3D プリントは射出成形よりも優れていますか?

3Dプリントが射出成形よりも優れているかどうかを判断するには、コスト、生産量、材料の選択肢、速度、複雑さなど、いくつかの要素を比較する価値があります。どの技術にも長所と短所があるため、どちらを使用するかはプロジェクトの要件によってのみ決定されます。

ここでは、特定の状況でどちらが適しているかを判断するために、3D プリントと射出成形を比較します。

1.生産量

射出成形：大量使用
射出成形は大量生産に非常に適しています。金型が完成すれば、同じ部品を数千万個、数百万個、非常に高速に生産できます。非常に低い単価で、非常に高速に部品を生産できるため、大量生産に非常に効率的です。
適している用途: 大規模生産、一貫した品質が重要な部品、大量生産の規模の経済。
3Dプリント：少量から中程度の生産量に最適
3Dプリントは、少量から中程度の生産量が必要な製品に適しています。3Dプリンターは金型を必要としないため、設置費用は低くなりますが、大量生産の場合は1個あたりのコストがかなり高くなります。繰り返しになりますが、大量生産には適しておらず、射出成形に比べて製造に時間がかかり、大量生産による経済効果も期待できません。
適している用途: 試作、少量生産、カスタムまたは高度に特殊化された部品。

2.費用

射出成形：初期投資は高いが、単価は低い
初期セットアップには、カスタムの金型、ツール、機械の作成にコストがかかるため、費用がかかります。ただし、金型が作成されると、生産量が増えるにつれて部品あたりのコストは大幅に下がります。
最適な用途: 各部品のコストを削減することで初期投資を徐々に回収する大量生産プロジェクト。
3Dプリンティング：初期投資は低いが、単価は高い
3Dプリントは金型や特殊な工具を必要としないため、初期コストは比較的低くなります。しかし、特に大型部品や大量生産の場合、1個あたりのコストは射出成形よりも高くなる可能性があります。材料費、プリント時間、後処理費用はすぐにかさむ可能性があります。
最適な用途: 試作、少量生産、カスタムまたは単発部品。

3.デザインの柔軟性

射出成形：汎用性は低いが非常に正確
一度金型を製作すると、設計変更にはコストと時間がかかります。設計者は、アンダーカットや抜き勾配といった金型の制約を考慮する必要があります。しかし、射出成形は、正確な公差と滑らかな仕上がりを持つ部品を製造することができます。
適している用途: 安定した設計と高精度が求められる部品。
3Dプリンティング：十分な柔軟性があり、成形の制約を必要としない
3Dプリントでは、射出成形では不可能、あるいは経済的に実現不可能な、非常に複雑で精緻なデザインを作成できます。アンダーカットや抜き勾配といったデザイン上の制約がなく、新しい金型を用意することなく、非常に短時間で変更を加えることができます。
最適な用途: 複雑な形状、プロトタイプ、設計変更が頻繁に行われる部品。

4.素材オプション

射出成形：非常に多様な材料オプション
射出成形は、幅広いポリマー、エラストマー、ポリマー複合材料、高強度熱硬化性樹脂に対応しています。このプロセスは、優れた機械的特性を備えた高強度機能部品の製造に使用されます。
適している用途: さまざまなプラスチックや複合材料の機能的かつ耐久性のある部品。
3Dプリンティング：材料は限られているが、増加傾向にある
3Dプリントでは、プラスチック、金属、さらにはセラミックなど、様々な材料が利用可能です。しかし、材料の選択肢は射出成形ほど広くはありません。3Dプリントで製造された部品の機械的特性は射出成形部品と異なる場合があり、強度や耐久性が劣る場合も少なくありませんが、この差は新たな開発によって縮小しつつあります。
適したもの: 安価なプロトタイプ、カスタム コンポーネント、フォトポリマー樹脂や特定の熱可塑性樹脂、金属などの材料固有の樹脂。

5.スピード

射出成形：大量生産に迅速
準備が整えば、射出成形は比較的高速です。実際、サイクルは1つあたり数秒から数分しかかからず、数百、数千個の部品を迅速に生産できます。ただし、最初の金型のセットアップと設計にはより長い時間がかかります。
最適な用途: 標準設計による大量生産。
3Dプリント：特に大型のアイテムでは、はるかに遅い
射出成形は、特に大型または複雑な部品の場合、3Dプリントよりもはるかに高速です。各層を個別にプリントする場合、大型または複雑な部品の場合は数時間、場合によっては数日かかることもあります。
適している用途: 大量生産を必要としない試作、小型部品、複雑な形状。

6.品質と仕上げ

射出成形：優れた仕上がり、品質
射出成形で製造された部品は、滑らかな仕上がりと優れた寸法精度を備えています。このプロセスは厳密に管理されているため、一貫して高品質な部品が得られますが、仕上げによっては後処理や余分な材料の除去が必要になる場合があります。
適している用途: 厳しい公差と良好な表面仕上げを備えた機能部品。
3Dプリントでは品質と仕上がりが劣る
3Dプリント部品の品質は、使用するプリンターと材料に大きく依存します。すべての3Dプリント部品には目に見える層状の線が現れるため、良好な表面仕上げを得るには、一般的に研磨や平滑化などの後処理が必要です。3Dプリントの解像度と精度は向上していますが、機能的で高精度な部品に関しては、射出成形と同等ではない可能性があります。
適している用途: 試作、完璧な仕上がりを必要としない部品、さらに改良するデザイン。

7.持続可能性

射出成形：持続可能ではない
射出成形では、スプルーやランナー（未使用のプラスチック）という形で、より多くの材料廃棄物が発生します。また、成形機は相当量のエネルギーを消費します。しかし、効率的な設計によってこうした廃棄物を最小限に抑えることは可能です。それでも、多くのメーカーが現在、射出成形プロセスでリサイクル材料を使用しています。
最適な用途: 大量のプラスチック生産。ただし、材料調達とリサイクルを改善することで、持続可能性への取り組みを強化できます。
3Dプリンティング：場合によっては環境への悪影響が少ない
これは、3Dプリントがはるかに持続可能性が高いことを意味します。部品の製造に必要な量の材料のみを使用するため、廃棄物が削減されます。実際、一部の3Dプリンターでは、失敗したプリントを新しい材料にリサイクルしています。しかし、すべての3Dプリント材料が同じというわけではなく、プラスチックの中には他の材料よりも持続可能性が低いものもあります。
適している用途: 少量、オンデマンド生産、廃棄物の削減。

あなたのニーズに合うのはどれでしょうか?

使用射出成形もし：

• 大量生産を実行しています。
• 部品には、最も強力で、最も長持ちし、最高の品質と一貫性が求められます。
• 先行投資のための資本があり、多数のユニットにわたって金型コストを償却できます。
• デザインは安定しており、あまり変化しません。

使用3Dプリントもし：

• プロトタイプ、少量生産部品、または高度にカスタマイズされた設計が必要です。
• 設計には柔軟性と迅速な反復が必要です。
• 一回限りの部品や特殊な部品を生産するためのコスト効率の高いソリューションが必要です。
• 持続可能性と材料の節約が重要な課題です。

結論として、3Dプリントと射出成形にはそれぞれ長所があります。射出成形は大量生産に強みを持つのに対し、3Dプリントは柔軟性が高く、試作や少量生産、あるいは高度にカスタマイズされた生産に適していると言われています。結局のところ、プロジェクトの具体的なニーズ、つまり生産、予算、スケジュール、そして設計の複雑さといった点において、それぞれ異なるニーズがあると言えるでしょう。