Czy druk 3D jest lepszy niż formowanie wtryskowe?

Aby ustalić, czy druk 3D jest lepszy od formowania wtryskowego, warto porównać je z kilkoma czynnikami: kosztem, wielkością produkcji, opcjami materiałowymi, szybkością i złożonością. Każda technologia ma swoje słabe i mocne strony; dlatego wybór jednej zależy wyłącznie od wymagań projektu.

Poniżej przedstawiono porównanie druku 3D i formowania wtryskowego, które ma pomóc w ustaleniu, która z nich jest lepsza w danej sytuacji:

1.Wielkość produkcji

Formowanie wtryskowe: zastosowanie w dużych ilościach
Formowanie wtryskowe jest bardzo odpowiednie do produkcji na dużą skalę. Po wykonaniu formy, wyprodukuje ona tysiące milionów takich samych części z ekstremalnie dużą prędkością. Jest to wysoce wydajne w przypadku dużych serii, ponieważ części można produkować przy bardzo niskim koszcie jednostkowym z bardzo dużą prędkością.
Nadaje się do: produkcji na dużą skalę, produkcji części, w przypadku których wymagana jest stała jakość oraz ekonomii skali przy dużych ilościach.
Drukowanie 3D: najlepsze dla małych i średnich wolumenów
Druk 3D nadaje się do produktów wymagających niskich lub średnich nakładów. Chociaż koszt formy do skonfigurowania drukarki 3D jest niższy, ponieważ forma nie jest wymagana, koszt każdej sztuki pozostaje rozsądnie wyższy w przypadku dużych wolumenów. Ponownie, produkcje masowe nie są odpowiednie, są raczej wolniejsze w porównaniu z produkcją form wtryskowych i nie można ich oszczędzać przy dużych partiach.
Nadaje się do: prototypowania, małych serii produkcyjnych, części niestandardowych lub wysoce specjalistycznych.

2.Koszty

Formowanie wtryskowe: wysoka inwestycja początkowa, niski koszt jednostkowy
Początkowa konfiguracja jest droga, ponieważ produkcja niestandardowych form, narzędzi i maszyn jest kosztowna; jednak po stworzeniu form koszt jednostkowy drastycznie spada, im więcej się ich produkuje.
Najlepiej nadaje się do: projektów produkcyjnych o dużej skali, w których początkowa inwestycja zwraca się z czasem poprzez obniżenie kosztu każdej części.
Druk 3D: Niższa początkowa inwestycja, wyższy koszt jednostkowy
Początkowy koszt druku 3D jest stosunkowo niski, ponieważ nie są potrzebne żadne formy ani specjalistyczne narzędzia. Jednak koszt jednostkowy może być wyższy niż w przypadku formowania wtryskowego, szczególnie w przypadku dużych części lub większych wolumenów. Koszty materiałów, czasu drukowania i obróbki końcowej mogą szybko wzrosnąć.
Idealny do: prototypowania, produkcji niskoseryjnej, części niestandardowych lub pojedynczych.

3.Elastyczność w projektowaniu

Formowanie wtryskowe: nie tak wszechstronne, ale bardzo dokładne
Po wykonaniu formy zmiana projektu jest kosztowna i czasochłonna. Projektanci muszą wziąć pod uwagę ograniczenia formy pod względem podcięć i kątów pochylenia. Jednak formowanie wtryskowe może wytwarzać części o precyzyjnych tolerancjach i gładkich wykończeniach.
Przeznaczone do: części o stabilnej konstrukcji i wysokiej precyzji.
Drukowanie 3D: wystarczająco elastyczne i bez ograniczeń związanych z formowaniem
Dzięki drukowaniu 3D możesz tworzyć bardzo złożone i szczegółowe projekty, których nie da się wykonać lub które nie są ekonomicznie wykonalne przy użyciu formowania wtryskowego. Nie ma ograniczeń co do projektu, takich jak podcięcia lub kąty pochylenia, a zmiany można wprowadzać w bardzo krótkim czasie bez nowych narzędzi.
Najlepiej nadaje się do: złożonych geometrii, prototypów i części, które często podlegają zmianom w projekcie.

4.Opcje materiałowe

Formowanie wtryskowe: bardzo wszechstronne opcje materiałowe
Formowanie wtryskowe obsługuje szeroką gamę polimerów, elastomerów, kompozytów polimerowych i wysokowytrzymałych tworzyw termoutwardzalnych. Proces ten jest stosowany do produkcji mocnych, funkcjonalnych części o lepszych właściwościach mechanicznych.
Zastosowanie: Funkcjonalne, trwałe części wykonane z różnych tworzyw sztucznych i materiałów kompozytowych.
Druk 3D: ograniczone materiały, ale rosnąca popularność
Wiele materiałów, w tym tworzywa sztuczne, metale, a nawet ceramika, jest dostępnych do druku 3D. Jednak liczba opcji materiałowych nie jest tak szeroka, jak w przypadku formowania wtryskowego. Właściwości mechaniczne części wykonanych za pomocą druku 3D mogą być różne, a części często wykazują mniejszą wytrzymałość i trwałość niż części formowane wtryskowo, chociaż ta różnica zmniejsza się wraz z nowymi osiągnięciami.
Nadaje się do: tanich prototypów, niestandardowych komponentów, żywic specyficznych dla danego materiału, takich jak żywice fotopolimerowe oraz niektórych tworzyw termoplastycznych i metali.

5.Prędkość

Formowanie wtryskowe: szybkie do produkcji masowej
Po przygotowaniu formowanie wtryskowe jest stosunkowo bardzo szybkie. W rzeczywistości cykl może trwać od kilku sekund do kilku minut, aby umożliwić szybką produkcję setek i tysięcy części. Jednak przygotowanie i zaprojektowanie początkowej formy zajmuje więcej czasu.
Idealny do: produkcji wielkoseryjnej przy użyciu standardowych projektów.
Drukowanie 3D: znacznie wolniejsze, zwłaszcza w przypadku większych przedmiotów
Formowanie wtryskowe jest znacznie szybsze niż drukowanie 3D, szczególnie w przypadku większych lub bardziej złożonych części. Drukowanie każdej warstwy osobno może zająć godziny, a nawet dni w przypadku większych lub bardziej szczegółowych części.
Nadaje się do: prototypowania, produkcji małych części lub skomplikowanych kształtów, które nie wymagają produkcji wielkoseryjnej.

6.Jakość i wykończenie

Formowanie wtryskowe: dobre wykończenie, jakość
Części produkowane metodą formowania wtryskowego mają gładkie wykończenie i doskonałą dokładność wymiarową. Proces jest bardzo kontrolowany, co skutkuje spójnymi, wysokiej jakości częściami, ale niektóre wykończenia mogą wymagać obróbki końcowej lub usunięcia nadmiaru materiału.
Nadaje się do: części funkcjonalnych o wąskich tolerancjach i dobrej jakości wykończenia powierzchni.
Niższa jakość i wykończenie w przypadku druku 3D
Jakość części drukowanych w technologii 3D w dużej mierze zależy od drukarki i użytego materiału. Wszystkie części drukowane w technologii 3D wykazują widoczne linie warstw i generalnie wymagają obróbki końcowej — szlifowania i wygładzania — aby zapewnić dobre wykończenie powierzchni. Rozdzielczość i precyzja druku 3D poprawiają się, ale mogą nie być równoważne formowaniu wtryskowemu w przypadku funkcjonalnych, wysoce precyzyjnych części.
Nadaje się do: prototypów, części nie wymagających idealnego wykończenia oraz projektów, które będą dalej udoskonalane.

7. Zrównoważony rozwój

Formowanie wtryskowe: nie tak zrównoważone
Formowanie wtryskowe wytwarza znacznie więcej odpadów materiałowych w postaci wlewów i kanałów (niewykorzystanego plastiku). Ponadto maszyny do formowania zużywają znaczną ilość energii. Jednak wydajne projekty mogą zminimalizować takie odpady. Mimo to wielu producentów wykorzystuje obecnie materiały pochodzące z recyklingu w procesie formowania wtryskowego.
Idealne dla: dużej produkcji tworzyw sztucznych, choć działania na rzecz zrównoważonego rozwoju można zwiększyć poprzez lepsze pozyskiwanie materiałów i recykling.
Druk 3D: w niektórych przypadkach mniej szkodliwy dla środowiska
Oznacza to również, że drukowanie 3D może być o wiele bardziej zrównoważone, ponieważ wykorzystuje tylko taką ilość materiału, jaka jest potrzebna do stworzenia części, eliminując w ten sposób odpady. W rzeczywistości niektóre drukarki 3D nawet przetwarzają nieudane wydruki na nowy materiał. Jednak nie wszystkie materiały do ​​drukowania 3D są sobie równe; niektóre tworzywa sztuczne są mniej zrównoważone niż inne.
Nadaje się do: Produkcji niskoseryjnej na żądanie. Redukcji odpadów.

Co lepiej odpowiada Twoim potrzebom?

UżywaćFormowanie wtryskoweJeśli:

• Prowadzisz produkcję wielkoseryjną.
• Potrzebujesz najmocniejszych, najtrwalszych, najlepszej jakości i spójnych części.
• Dysponujesz kapitałem na początkową inwestycję i możesz rozłożyć koszty formy na dużą liczbę jednostek.
• Projekt jest stabilny i nie ulega dużym zmianom.

UżywaćDrukowanie 3DJeśli:

• Potrzebujesz prototypów, części produkowanych w małych seriach lub wysoce spersonalizowanych projektów.
• Potrzebujesz elastyczności w projektowaniu i szybkiej iteracji.
• Potrzebujesz ekonomicznego rozwiązania do produkcji pojedynczych lub specjalistycznych części.
• Zrównoważony rozwój i oszczędność materiałów są kluczowymi kwestiami.

Podsumowując, drukowanie 3D i formowanie wtryskowe mają swoje mocne strony. Formowanie wtryskowe ma tę zaletę, że produkuje się w dużych ilościach, podczas gdy drukowanie 3D jest elastyczne, prototypowe i niskoseryjne lub wysoce spersonalizowane. Wszystko sprowadza się do tego, jakie dokładnie są stawki w Twoim projekcie — różne potrzeby pod względem produkcji, budżetu, harmonogramu i złożoności projektu.