Литьё под давлением vs отливка: выбор правильного процесса для вашего продукта

Дизайнеры продуктов, рассматривающие материаловые выборы для продукта или компонентов, должны учитывать производственные процессы при принятии решения. Два распространённых процесса — литьё под давлением и отливка. Литьё под давлением — процесс внедрения материала в форму под высоким давлением в жидком состоянии. Отливка использует силу гравитации для внедрения материала в форму. Каждый процесс играет важную роль, но есть различия, которые нужно учитывать при дизайнерских решениях. Ниже несколько ключевых отличий между кастомным литьём уретана и литьём под давлением.

Совместимость материалов

Каждый производственный процесс оптимизирован для набора материалов. Для литья под давлением, требующего материалов с очень низкой вязкостью в жидком состоянии, обычно используются термопласты: ABS, полипропилен, TPU, полиэтилен. Их низкая вязкость позволяет материалу принимать форму. Отливка чаще использует термореактивные материалы, которые необратимо формируются при отверждении, как термореактивные полиуретаны.

Из-за своей химии термореактивные и термопластичные эластомеры демонстрируют большие различия в свойствах. Термореактивные полиуретаны, например, имеют гораздо более широкий диапазон дурометров, улучшенную абразивную стойкость и усиленную химическую стойкость по сравнению с их термопластичным аналогом TPU. Физические свойства, необходимые для работы продукта или компонента, помогут определить правильный материал для применения, а значит и подходящий производственный процесс.

Инструментальные и производственные затраты

Из-за высоких давлений и температурных перепадов в литье под давлением стоимость инструментов может быть выше. Инструменты для литья под давлением — обычно закрытые металлические формы со сложными системами регулирования температуры и потока материала. Эти формы требуют дорогой механической обработки и финишных операций. Из-за их стоимости амортизация расходов на инструменты может занять долгое время, часто требуя очень высоких производственных объёмов.

Отливка использует гораздо более простое инструментарию, что обычно означает значительно более низкие затраты на инструменты. Отливка может использовать открытые формы, закрытые формы, пресс-формы и многие другие типы конструкций форм. Это даёт большую гибкость при проектировании правильного процесса литья для продукта. В результате отливка часто отличное решение для продуктов с малыми и большими объёмами.

Быстрое прототипирование

Прототипирование продуктов и компонентов в целевом материале быстро и недорого ускоряет процесс разработки: быстрее вы валидируете материал в применении, быстрее выводите продукт на рынок. Процесс литья под давлением требует жёсткого инструмента для прототипирования, что влечёт более высокие затраты и более длинные сроки. К тому же, если материал не удовлетворяет потребностям применения, вы можете остаться с дорогой формой, которую нельзя использовать, или стоимостью её переделки. Низкая сложность отливки позволяет делать прототипы с мягкими формами из различных материалов. Прототипные формы для отливки можно изготавливать легко и быстро, обеспечивая быстрое и итеративное прототипирование.

Несколько слов о RIM

В результате этот процесс позволяет дизайнерам экспериментировать с различными материалами, геометриями и особенностями. Кроме того, он позволяет валидировать концепцию литья до инвестиций в дорогостоящие производственные инструменты. Реакционное литьё под давлением (RIM) использует похожий процесс на литьё под давлением, вводя материал под высоким давлением в закрытую форму. Однако RIM используется в сочетании с термореактивными полиуретанами, позволяя химической реакции происходить в полости формы. Эта технология позволяет дизайнерам использовать гораздо более надёжный набор материалов, наслаждаясь некоторыми преимуществами литья под давлением. RIM чаще всего используется для производства крупных деталей, сложных геометрий или уникальных поверхностных финишей, которые могут быть трудны для получения отливкой.

Рассматриваете реакционное литьё под давлением (RIM) для производства вашего продукта? Ознакомьтесь с недавним постом: 5 советов по дизайну для успешного RIM-дизайна.

Заключение

При оценке разных производственных методов важно учитывать материальные требования продукта, стоимость инструментов и производства, а также то, как производственный процесс вписывается в цикл разработки продукта. Литьё под давлением и отливка имеют свои преимущества и недостатки, и понимание этих методов помогает дизайнеру принимать материаловые и дизайнерские решения. Выявление правильного производственного процесса на ранней стадии дизайна может стать разницей между своевременным запуском и дорогостоящими задержками.