Когда выбирать вакуумное литье вместо впрыска под давлением: практическое руководство

3ERP предлагает широкий ассортимент прототипирующих процессов, от промышленной обработки с ЧПУ до 3D-печати FDM. Для малых объемов пластиковых деталей компании часто разрываются между впрыском под давлением — широко используемым процессом, в котором расплавленный материал впрыскивается в металлическую форму — и вакуумным литьем, в котором более доступные силиконовые формы используются для создания меньших количеств пластиковых деталей.

Впрыск под давлением и вакуумное литье — оба очень полезных процесса. Оба широко используются в мире прототипирования, и каждый предлагает свой набор преимуществ. Однако, поскольку процессы имеют определенные сходства (оба идеальны для пластиковых компонентов; оба используют форму с полостью для изготовления деталей и т.д.) иногда может быть трудно выбрать между ними.

Хотя часто лучше проконсультироваться с экспертом вроде 3ERP для индивидуальных советов о том, какой производственный процесс наиболее подходит для данного проекта, есть определенные факторы, которые можно учитывать при принятии решения. Познакомиться с этими факторами — лучший способ понять, является ли впрыск под давлением или вакуумное литье лучшим процессом для вашего проекта.

Что такое впрыск под давлением?

Впрыск под давлением — широко используемый производственный процесс, в котором расплавленный материал впрыскивается в форму. Он используется для создания больших объемов деталей, которые могут использоваться в отраслях вроде здравоохранения и потребительских товаров. Шансы есть, что вы сидите в пределах вытянутой руки от детали, изготовленной впрыском под давлением.

Процесс впрыска под давлением включает нагревание и смешивание материала — иногда нескольких материалов — в барабане. Материал плавится и затем принудительно впрыскивается в форму, где он остывает и принимает форму внутренней части формы. Повторяя этот процесс снова и снова, форму можно использовать для изготовления множества идентичных деталей.

Хотя впрыск под давлением обычно считается производственным процессом, он также применим для прототипов. Это во многом благодаря быстрому инструментарию (rapid tooling), средству дешевого и быстрого создания прототипных форм для процесса впрыска под давлением. Впрыск под давлением, однако, не идеален для очень малых количеств деталей, так как даже быстрый инструментарий относительно дорог.

Что такое вакуумное литье?

Хотя менее широко используемое, чем впрыск под давлением, вакуумное литье — интересная альтернатива, которую можно использовать для изготовления малых количеств детали за низкую стоимость.

Процесс вакуумного литья начинается с мастер-модели, которая в случае 3ERP создается с помощью станков с ЧПУ. (3D-печать также может быть использована.) Эта мастер-модель затем погружается в жидкий силикон, который выдерживается, режется и отделяется от мастер-модели.

Выдержанный силикон затем может использоваться как форма. Литьевая смола вливается в силиконовую форму, пока вакуум удаляет пузыри и воздушные карманы для обеспечения гладкого покрытия. Смолистая деталь выдерживается и удаляется из силиконовой формы, которую можно повторно использовать около 20 раз.

Когда вакуумное литье более подходит, чем впрыск под давлением?

Поскольку впрыск под давлением более широко используется, чем вакуумное литье, многие компании могут даже не рассматривать процесс вакуумного литья для своих деталей. Но есть определенные ситуации, в которых силиконовый процесс представляет лучшее соотношение цены и качества и потенциально более высокое качество.

Количество

Для очень больших количеств деталей трудно заглянуть за пределы впрыска под давлением. Хотя затраты на настройку для впрыска под давлением высоки (даже с использованием быстрого инструментария), стоимость единицы очень низка. Это означает, что когда бизнесу нужны сотни или тысячи копий детали, первоначальные затраты на настройку легко окупаются за счет экономии на каждой единице.

С другой стороны, не каждому бизнесу нужны сотни или тысячи копий детали. Когда требуется меньшее количество деталей — от нескольких до сотни — вакуумное литье может быть лучшим вариантом, так как затраты на настройку намного ниже.

Детализация

Поскольку его инструментарий обычно изготавливается из высококачественных металлов, впрыск под давлением позволяет создавать более детализированные детали, чем было бы возможно с вакуумным литьем. Впрыск под давлением поэтому может быть лучшим вариантом для высоко сложных деталей.

Для более простых деталей, особенно тех, которые нужно изготовить в малых количествах, вакуумное литье может быть предпочтительнее. Это не просто дешевый вариант: вакуумное литье может предложить исключительно гладкое покрытие поверхности, что означает, что простые детали могут выглядеть лучше, когда сделаны с помощью вакуумного литья.

Скорость & итерации

Низкие затраты на настройку, связанные с вакуумным литьем, имеют положительные побочные эффекты. Если дизайн нужно изменить на любом этапе производства, намного легче и дешевле изменить формы вакуумного литья, чем перерабатывать или переделывать инструментарий для впрыска под давлением.

В общем, это означает, что вакуумное литье часто является лучшим выбором на ранних стадиях разработки. Фактически, компании часто делают ранние прототипы с помощью вакуумного литья, прежде чем создавать свои конечные детали или позднестадийные прототипы с помощью впрыска под давлением.

Важно, создание форм для вакуумного литья — более быстрый процесс, чем создание инструментария для впрыска под давлением, что означает, что прототипирующие работы с ограниченным временем для очень малых объемов часто лучше подходят для вакуумного литья. (Впрыск под давлением будет быстрее для больших объемов.)

Материальные соображения

Даже если все признаки указывают на вакуумное литье, следует помнить, что некоторые прототипы — особенно те, которые будут подвергнуты физическим испытаниям — должны максимально точно напоминать конечную деталь.

Из-за этого, если функциональная деталь в конечном счете будет производиться впрыском под давлением, может быть полезно создать прототип этим же процессом, даже если затраты выше.

Узнайте больше

3ERP имеет многолетний опыт в впрыске под давлением и вакуумном литье. Узнайте больше об наших услугах впрыска под давлением или наших услугах вакуумного литья.

Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации о любом из процессов или для обсуждения потенциального проекта.