Какой процесс производства пластмасс мне подходит?

Пластмассы представляют собой семейство очень универсальных производственных материалов:некоторые из них мягкие и гибкие; другие жесткие и ударопрочные. Этот широкий диапазон физических свойств гарантирует, что, независимо от области применения, производство пластиковых деталей, как правило, экономит время и деньги.

Независимо от конечного использования — используются ли детали для создания инновационных конструкций кресел, компонентов электроинструментов или протезов конечностей — важно, чтобы дизайнеры и инженеры знали, как выбрать правильный производственный процесс для своих нужд.

Виды производства пластмассовых изделий

Учитывая, что пластмассы бывают разных форм, размеров, долговечности и цветов, неудивительно, что существует целый ряд производственных процессов, позволяющих производить пластмассовые детали. Вот краткий обзор некоторых из наиболее распространенных.

3D-печать

В этом процессе используются проекты и модели САПР для создания трехмерных деталей путем добавления слоя производственного материала за раз, пока деталь не будет полностью сформирована. Основное преимущество 3D-печати заключается в том, что по сравнению с другими производственными процессами у нее гораздо меньше конструктивных ограничений, что делает ее особенно экономичным методом создания деталей сложной геометрии.

Например, в отличие от обработки на станках с ЧПУ, где инженерам может потребоваться учитывать, как головка фрезерного станка будет достигать узких мест, а также размер инструментов, необходимых для создания мелких деталей в геометрии детали, 3D-печать позволяет создавать сложные конструктивные элементы, такие как изогнутые внутренние каналы — создаются без инструментов.

Добавка способна создавать сложные конструкции, которые трудно или невозможно эффективно реализовать с помощью других производственных процессов. Это также позволяет создавать деталь как единое целое, а не как несколько компонентов, которые впоследствии собираются.

ЧПУ

Этот процесс включает в себя использование управляемых компьютером режущих инструментов, таких как фрезы, токарные станки и дрели, в сочетании с вращением для создания пластиковых деталей.

В отличие от процессов аддитивного производства, обработка с ЧПУ представляет собой субтрактивный процесс, означающий, что материал постепенно удаляется из блока, который в конечном итоге станет готовой деталью, называемой заготовкой. Существует две широкие категории обработки с ЧПУ:фрезерование, при котором используются вращающиеся инструменты и неподвижная заготовка; и токарная обработка, в которой используются фиксированные инструменты и вращающаяся часть.

Обработка с ЧПУ может быть эффективной альтернативой для создания деталей, которые трудно формовать или требуют жестких допусков, что делает этот метод идеальным как для прототипирования, так и для создания определенных продуктов конечного использования, включая втулки и шестерни. Однако сложность детали может быстро увеличить стоимость детали при использовании процессов механической обработки, а определенные геометрические формы, такие как изогнутые внутренние каналы, может быть трудно, если не невозможно создать с помощью субтрактивного производства.

Литье под давлением

Как следует из названия, этот процесс включает впрыскивание расплавленного термопластичного материала под давлением в формы из закаленной стали или алюминия. Эти пресс-формы, которые могут быть геометрически сложными, позволяют получать детали с жесткими допусками, итеративной точностью и высококачественной обработкой поверхности — все это делает литье под давлением эффективным процессом для крупносерийного производства.

В то время как литье под давлением обходится дорого в оснащении и запуске, создание форм может быть дорогостоящим и занимать несколько месяцев, ни один другой процесс производства пластиковых изделий не может сравниться с их способностью быстро производить большие объемы производства, что резко снижает стоимость. за часть.

Экструзионное формование

Процесс экструзионного формования похож на литье под давлением тем, что для создания деталей требуется расплавленный пластик. Однако вместо того, чтобы впрыскивать расплавленный материал в форму, системы экструзии пропускают пластик через матрицу, которая придает пластику фиксированную форму.

Пластиковые трубы, соломинки, желоба, дверные косяки, шланги и другие симметричные детали можно эффективно изготавливать с помощью экструзионных систем. Из-за более простой формы детали, изготовленные методом экструзии, часто имеют низкие производственные затраты и затраты на инструменты.

Отливка из уретана

Процесс литья уретана включает в себя создание силиконовой формы на основе шаблона окончательного дизайна детали. После затвердевания формы и удаления эталонного шаблона форму можно использовать для изготовления отдельных копий детали с высоким уровнем точности и точности, а также с хорошим качеством поверхности.

Литые уретановые силиконовые формы менее долговечны, чем формы с жесткими инструментами, используемые для литья под давлением, но их можно создать гораздо быстрее и с меньшими затратами. Это делает литье уретана хорошим выбором для мелкосерийного и среднесерийного производства с короткими оборотами.

Вакуумное формование

Вакуумное формование использует вакуум для проталкивания листов нагретого пластичного пластика через формы с одной поверхностью. Обычно используемый с термопластами, такими как ударопрочный полистироловый лист, этот процесс используется для создания долговечных продуктов различных форм, включая защитные покрытия, уличные знаки и упаковку для продуктов, чувствительных к вкусу или запаху.

Ротоформование

Процесс ротационного формования включает в себя вращение полой формы, заполненной порошкообразной смолой, по мере того, как форма нагревается и охлаждается, что обеспечивает равномерное покрытие стенок и отсутствие провисаний или деформаций. Это эффективный метод создания высокостабильных деталей с одинаковой толщиной стенок, например пластиковых баков и контейнеров, которые обычно не требуют дополнительной обработки поверхности.

Факторы, которые необходимо учитывать при производстве пластиковых деталей

Поскольку существует широкий спектр доступных производственных процессов, важно выбрать тот, который лучше всего подходит для данной детали. Вот несколько соображений, о которых следует помнить.

Материал

Применение детали является основным соображением при выборе подходящего материала, и определение наиболее выгодных физических характеристик для рассматриваемой детали может помочь сузить выбор материала.

Однако важно отметить, что некоторые материалы лучше всего подходят для конкретных производственных процессов. Эластичные детали из полиуретана с низкой твердостью, например, легко изготовить с помощью литья уретана, но с ними чрезвычайно сложно работать, когда дело доходит до 3D-печати. В некоторых случаях желаемые характеристики материала можно даже улучшить за счет стратегического выбора метода производства.

Форма

Такие факторы, как жесткие требования к допускам, уникальные внутренние особенности или высокий уровень геометрической сложности, помогут определить, какие производственные процессы являются наиболее экономичными и эффективными. Если деталь требует особого процесса, может потребоваться внести изменения в конструкцию для производства (DFM), чтобы оптимизировать рентабельность производства.

Время выполнения

Сроки конечного продукта помогут определить наилучший метод производства, поскольку время производства может значительно различаться в зависимости от процесса. В зависимости от детали и машины некоторые 3D-принтеры могут производить готовые жизнеспособные детали в течение нескольких часов. С другой стороны, в то время как фактический процесс литья под давлением очень быстр (во многих случаях время цикла может достигать менее минуты), на доработку пресс-форм могут уйти месяцы, что удлиняет производственный график.

Объем и стоимость

Последний важный фактор, о котором следует помнить, — это требуемый объем производства. Системы литья под давлением требуют больших первоначальных затрат, что обычно делает их экономичными при больших объемах производства, но неэффективными с точки зрения затрат при создании прототипов. Другие процессы, такие как обработка с ЧПУ, имеют более низкие первоначальные затраты, но легко могут стоить дороже в зависимости от количества задействованного ручного труда. Ключевым моментом является поиск правильного баланса между объемом производства и экономической эффективностью.

Приступаем к заказу пластиковых деталей

Разнообразие доступных процессов производства пластика говорит об универсальности пластика. Правильный процесс для той или иной детали будет зависеть от ряда факторов, включая область применения детали, дизайн, объем производства и время выполнения заказа.

В Fast Radius мы тесно сотрудничаем с нашими клиентами, чтобы убедиться, что их детали изготовлены с использованием наиболее эффективного и действенного производственного процесса. Если у вас есть вопросы о том, как мы работаем, или если вы готовы начать производство, свяжитесь с нами сегодня.

Узнайте больше о производстве пластмасс и других услугах, которые мы предлагаем, в нашем ресурсном центре. Там вы также можете прочитать о различных типах доступных пластиков, от прочного, биосовместимого многоцелевого полиуретана до эластичного и гибкого эластомерного полиуретана и т. д.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать цитату