Литье под давлением против 3D-печати:все, что вам нужно знать

Сегодня у компаний больше возможностей, чем когда-либо, для производства деталей практически из любых материалов. А когда дело доходит до изготовления деталей из пластика, большинство в конечном итоге выбирает либо литье под давлением, либо 3D-печать.

В то время как вариант 3D-печати, как правило, более известен из-за его доступности даже для пользователей потребительского уровня, рынок литья под давлением на сегодняшний день намного больше. Его стоимость составляет почти 260 млрд долларов, и он превосходит размер рынка 3D-печати, который в 2020 году составляет всего 16 млн.

Но на самом деле эти два процесса не обязательно являются конкурентами, поскольку оба они заполняют свои ценные ниши и имеют уникальные преимущества в определенных ситуациях. Хотя оба могут иногда давать одинаковые результаты, процесс, который они используют для производства, совершенно различен.

Итак, чтобы помочь вам лучше понять, как они оба работают, их наиболее распространенные области применения, а также преимущества и недостатки, которые они предлагают, давайте углубимся во все, что вам нужно знать о литье под давлением и 3D-печати.

Основные принципы

Прежде чем мы начнем анализировать различия между литьем под давлением и 3D-печатью, мы должны сначала понять основные принципы, лежащие в основе каждого из этих процессов.

И неудивительно, что, поскольку оба они в основном связаны с пластиком, между ними также есть немало общего.

Например, оба очень точны и могут обрабатывать даже сложные конструкции и производить безупречные детали. Это означает, что их можно использовать в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность и медицина, где недопустима даже малейшая ошибка.

Более того, оба варианта отлично подходят, если вам нужно производить и тестировать различные прототипы деталей с меньшими затратами, что очень важно, когда вы совершенствуете свои продукты или тестируете их возможности.

В конце концов, оба могут дать похожий результат и даже иметь перекрывающуюся функциональность. Тем не менее, вы обнаружите самые большие различия в том, как они туда попадают.

Итак, давайте рассмотрим основные принципы обоих.

Литье под давлением

Как можно догадаться из названия, при литье под давлением используются формы для создания сложных форм из пластиковых материалов.

Необходимые пластиковые материалы смешиваются в бочке, где они расплавляются в жидком виде. Затем они впрыскиваются в форму, под давлением заставляя ее принимать точную форму формы, вплоть до мельчайших деталей.

После этого материалу дают затвердеть, снижая температуру, начиная изготовление следующей детали. Процесс занимает очень мало времени, поэтому можно быстро изготовить большое количество деталей.

Но прежде чем процесс может начаться, вам нужно будет спроектировать и создать саму форму для литья под давлением, что на самом деле является самой сложной частью всего процесса.

На самом деле, в зависимости от того, насколько сложна деталь, которую вы хотите создать, разработка пресс-формы для литья под давлением, отвечающей требованиям, может занять недели или даже месяцы. Поэтому вам следует работать с опытной компанией, которая имеет усовершенствованный процесс литья под давлением и может сократить необходимое время.

Есть также соображения, которые вам нужно будет сделать с точки зрения жесткой оснастки по сравнению с мягкой оснасткой для литья под давлением, при этом мягкая оснастка больше подходит для небольших производственных циклов, а жесткая оснастка лучше подходит для крупносерийного производства.

3D-печать

Если процесс литья под давлением сосредоточен вокруг формирования пластика до тех пор, пока он не будет соответствовать размерам и требованиям детали, 3D-печать использует совершенно другой подход, создавая объекты слой за слоем, пока они не примут необходимую форму.

Пластиковый материал добавляется к предыдущему слою, а затем сразу же связывается, обеспечивая структурную целостность и способность выдерживать различные внешние нагрузки.

Благодаря тому, как работает 3D-печать, она позволяет создавать даже самые сложные формы, включая внутренние отверстия, щели или необычные формы, если они не нарушают целостность изделия.

Некоторые из отраслей, в которых используется 3D-печать, включают спорт, аэрокосмическую промышленность, автомобилестроение и даже реконструкцию старых артефактов.

Как и в процессе литья под давлением, есть шаги, которые необходимо предпринять, прежде чем процесс можно будет начать. А именно, вам необходимо спроектировать деталь с помощью программного обеспечения САПР и подготовить машину к конкретному заданию на печать. Но с 3D процесс обычно короче и позволяет относительно быстро протестировать различные варианты.

За и против

Итак, к настоящему времени мы установили, что оба процесса очень похожи, но также имеют фундаментальные различия в том, как они работают. Итак, какой из них лучше?

Что ж, давайте посмотрим на некоторые из основных плюсов и минусов обоих, чтобы понять это.

Плюсы и минусы литья под давлением

Плюсы

• Эффективность. Используя литье под давлением, вы можете производить большое количество деталей за относительно короткое время, особенно если у вас уже есть конструкция пресс-формы, с которой вы можете работать.
• Крупносерийное производство. Поскольку процесс литья под давлением очень быстрый, вы можете реально производить миллионы деталей быстро и по доступной цене, при условии, что ваш поставщик услуг имеет достаточное оборудование.
• Долговечность. Детали, изготовленные методом литья под давлением, обладают прочной структурной целостностью и могут быть дополнительно усилены путем комбинирования различных пластиков или путем добавления в жидкую смолу наполнителей.
• Экономичность. После уточнения конструкции пресс-формы стоимость каждой детали становится очень низкой, поэтому многие компании используют ее для массового производства.
• Высочайшая детализация. Несмотря на то, что этот процесс доступен, литье под давлением остается одним из самых точных методов производства, позволяющим создавать сложные детали и каждый раз обеспечивать соблюдение жестких допусков.
• Минимальные отходы. Благодаря уникальному процессу литья под давлением практически не остается неиспользованного пластика, а это означает, что отходы материалов практически отсутствуют, что еще больше повышает эффективность метода.

Минусы

• Ограничения. Хотя процесс литья под давлением довольно универсален, он имеет свои ограничения. Определенные углы труднее выполнить правильно, и сложность вашего проекта будет во многом зависеть от того, насколько опытной, способной и знающей является компания, с которой вы работаете.
• Сложное создание формы. Прежде чем вы сможете начать производство, вам необходимо спроектировать и создать пресс-форму, которая, по сути, является инверсией вашей детали. Этот процесс непрост, и по пути вы можете столкнуться с различными сбоями, поэтому будьте готовы потратить недели или месяцы, прежде чем вы сможете начать его использовать. А если форма выйдет неправильной, вам придется заменить ее, что потребует еще больше времени и ресурсов.
• Более высокие первоначальные затраты. Вы, вероятно, не найдете более дешевого метода производства, чем литье под давлением, как только процесс начнется, но первоначальные затраты на разработку пресс-формы могут быстро возрасти. Поэтому он не всегда имеет смысл для мелкосерийного производства, хотя успешно используется и для прототипирования.

Плюсы и минусы 3D-печати

Плюсы

• Простые настройки. Поскольку вам не нужна форма для изготовления деталей с помощью 3D-печати, внести коррективы в цифровой дизайн детали очень просто. Если что-то работает не так, как вам хотелось бы, просто попробуйте другой подход, и вы почти сразу увидите результаты.
• Низкие первоначальные затраты. В отличие от литья под давлением, 3D-печать не требует значительных первоначальных инвестиций, поскольку все, вплоть до самого производства, происходит в цифровом виде на специальных программных платформах.
• Сложные конструкции. Благодаря послойному методу 3D-печати можно создавать сложные формы, включая щели и отверстия, что в некоторых случаях является преимуществом.

Минусы

• Небольшой размер элемента. Одним из самых больших недостатков использования программного обеспечения для литья под давлением является относительно меньший размер деталей, которые вы можете создать. Процесс наслоения имеет свои ограничения с точки зрения масштабирования, которые будет трудно преодолеть. Конечно, самый большой 3D-принтер в мире недавно напечатал лодку, но обычно вы будете смотреть на меньшие размеры.
• Несовершенства. Хотя метод наслоения в некоторых отношениях эффективен, он также может привести к дефектам в процессе производства. Это особенно верно для поверхности, которая часто может быть ребристой и немного неровной.
• Медленное производство. Наконец, как бы вы ни смотрели на это, 3D-печать не так эффективна, как то, что может предложить процесс литья под давлением. Как вы понимаете, наложение пластиковых материалов требует времени для производства даже одной детали, не говоря уже о попытках создать сотни, тысячи или миллионы.

Как выбрать правильный вариант

Несмотря на то, что у обоих подходов есть свои недостатки, у каждого из них также есть свои сильные стороны, которые делают их идеально подходящими для определенных ситуаций.

Если вам нужно производить большие партии по доступной цене, вы не ошибетесь с литьем под давлением. Между тем, 3D-печать предоставляет вам больше гибкости и возможность быстро настраивать свои проекты.

Если у вас мало времени и вам нужны детали сейчас, лучше подойдет 3D-печать. Но если вам в конечном итоге потребуется масштабирование, гораздо разумнее выбрать процесс литья под давлением, поскольку начальные затраты времени будут компенсированы на более поздних этапах производства.

Поскольку на ваше решение может повлиять очень много решающих факторов, имеет смысл поговорить с опытной компанией, которая предоставляет обе услуги и может помочь вам определить наилучший подход для ваших нужд.

В 3ERP у нас есть команда специалистов, которые могут ответить на все ваши вопросы и предложить наиболее экономичный план действий, отвечающий нашим требованиям.

В конце концов, это важное решение, поэтому имеет смысл не торопиться и тщательно изучить возможные варианты.