Novinky

Injekční tvarení vs 3D tisk: Které zvolit?

Tento článek shrnuje všechny faktory, které je třeba vzít v úvahu při volbě mezi injekčním tvarováním a 3D tiskem, od návrhové složitosti po kvalitu povrchu.

Injekční tvarování a 3D tisk jsou dvě nejrozšířenější výrobní technologie pro výrobu plastových dílů. Tento článek dává stručný přehled a srovnání obou technologií a uvede několik faktorů, které je třeba zvážit při volbě nejlepší technologie pro váš projekt.

Jaký je rozdíl mezi 3D tiskem a injekčním tvarováním?

3D tisk

3D tisk je additivní výroba, což znamená, že počáteční materiál je postavován vrstva po vrstvě. 3D tisk vytváří třírozměrné objekty na základě virtuálního počítačového návrhu a reprodukuje ho do hmatatelné součásti pomocí materiálových vláken nebo prachů.

Injekční tvarení

Injekční tvarování využívá formy. Nejprve je z materiálu (např. hliníku, nástrojové oceli) vyrobena inverzní forma objektu, která je schopna odolat rozpouštěnému modelacímu materiálu (materiálu, ze kterého je hotový objekt vyroben). Poté je rozpouštěný modelací materiál vylit do formy. Jakmile se materiál v formě ochladí, je součást připravena.

Animace procesu FDM

Animace procesu injekčního tvarování

Jak zvolit: Injekční tvarování nebo 3D tisk?

Pokud jde o výběr mezi injekčním tvarováním a 3D tiskem pro výrobu, jsou tady klíčové faktory, které je třeba zvážit.

Velikost dávky

Počet potřebných dílů je klíčovým faktorem při rozhodování o procesu. Vstřikování je známé svou účinností při výrobě ve velkých objemech (1000+ dílů na běh). Pro nízké objemy (pod 10) je 3D tisk vhodnější a levnější. Pro jednoduché 3D tiskové procesy jako FDM nebo SLS používané s cenově dostupnými plasty jako ABS, PC, Nylon, jednotlivé díly nebo malé množství (identické a neidentické), je 3D tisk bezpochyby volbou, kterou je třeba zvolit. MJF je také další životaschopnou možností pro střední množství (10-1000) a je velmi běžná.

Závěr: Injekční tvarování je dokonalou možností pro hromadnou výrobu, zatímco pro malé dávky jednotek použijte 3D tisk.

Komplexní design

Proces vlití vyžaduje vytvoření formy (inverzní k součásti) podle požadovaného návrhu součásti. Návrh CAD modelu pro výrobu vlitím není snadný, protože je třeba mnoho faktorů zvážit. Například pravé úhly ve výrobě součásti komplikují její odstranění z formy a také je třeba pečlivě zacházet s citlivými oblastmi. Na druhou stranu, dosažení složitých návrhů je tam, kde 3D tisk vyniká. Bez ohledu na to, jak složitý je návrh, 3D tisk to umožňuje s minimálním úsilím.

Závěr: Zkontrolujte, zda je váš design vyrobitelný pomocí vstřikování, pokud ne – měl by být upraven, jinak zvolte 3D tisk.

Časová náročnost

Vstřikování vyžaduje delší dodací lhůty, protože zahrnuje analýzu designu a vytvoření dokonalé formy podle designu (10-20 dní). Dodací lhůty pro 3D tisk jsou ve srovnání s vstřikováním velmi krátké. Svou objednávku 3D tisku můžete mít u Xometry doručenou již za 3 dny.

Závěr: Pokud potřebujete díl okamžitě, zvolte 3D tisk.

Přizpůsobení

Jakmile je formka pro vstřikové tvarování postavena, stojí mnoho peněz a času upravit její přepracovaný design. Pokud jde o přizpůsobení dílů nebo úpravy stávajícího návrhu, vstřikové tvarování není doporučeno. Cokoli, co získáte z formky, je konečnou součástí a je velmi složité ji upravit. Na druhé straně nabízí 3D tisk spoustu možností přizpůsobení a jediné, co je potřeba, je upravený nebo přizpůsobený CAD soubor. Proto je vhodné pro prototypy a testovací kusy.

Závěr: 3D tisk se doporučuje pro prototypování a přizpůsobení.

Síla materiálu

Součásti vyrobené pomocí vstřikového tvarování se skládají z jediné nalitou vrstvy, která přidává sílu tvaru, protože neexistují štěrbiny ani slabá místa. V případě 3D tisku je díl vytvářen vrstva po vrstvě, což ovlivňuje jeho celkovou sílu. Během výroby může 3D tisk vytvořit viditelné hřbty a konstrukční chyby, které obvykle neprobíhají u vstřikového tvarování plastů.

Závěr: Pokud je síla materiálu prioritou, zvolte vstřikování.

Dokončení povrchu

I když jsou vrstvy 3D tisku malé a blízko u sebe, jsou stále znatelné. To vytváří drsnou povrchovou strukturu dokončených objektů, bez ohledu na to, jak jemné jsou detaily vrstev. Toto představuje problém, pokud chcete vyrábět součástky, které se budou otírat o jiné objekty, jako jsou například pohyblivé části strojů. V takových případech je potřeba pozměňovací zpracování pro vyhlazení povrchu, což je dalším krokem.

Naopak při formování za výtlaku nejsou žádné problémy s hranami a vrstvami, protože materiál je namodelován do jedné vrstvy a má skoro rovnoměrnou a hladkou povrchovou strukturu. Navíc lze účinně pozměňovat formované součástky.

Závěr: Formování za výtlaku je dále preferováno vzhledem k dobrému povrchovému dokončení.

Formování za výtlaku SPI dokončení

Ztráta materiálu

Vzhledem k tomu, že vstřikování nalévá materiál, jakmile se vejde do formy, používá přesně tolik, kolik je potřeba pro každý design. To z něj činí velmi efektivní způsob hromadné výroby předmětů bez obav o odpad. Na druhou stranu některé technologie 3D tisku ztrácejí část materiálu při budování podpůrných struktur a i když lze práškový materiál znovu použít, lze to udělat pouze několikrát, aniž by se změnily vlastnosti materiálu.

Závěr: tisk 3D vytváří málo odpadu, jako jsou nosné struktury nebo selhání tisků, které musí být odebrány během pozdní fáze výroby, ale při jeho použití pro výrobu jednotky nebo malé série není ztráta tak důležitá, zatímco u velkých sérií je ztráta významná. Proto, pokud chcete mít velkou sérii, je dobré vybrat inekční formování, protože nevzniká žádná materiálová ztráta.

Shrnutí

Ve světě výroby obecně přetrvává mylné představa, že 3D tisk může nahradit injekční formování a být vítězem ve všech aspektech. Obě tyto technologie mají svou vlastní sadu výhod a nevýhod. My v Xometry nabízíme jak služby injekčního formování, tak 3D tisku s věnovanými týmy, kteří vám poskytují podporu. Nahrát své návrhy