Литье под давлением или 3D печать не обязательно должны быть выбором «или/или». В некоторых проектах в течение цикла производства продукта используются оба процесса. Традиционно для прототипирования использовалась 3D печать, а для производства – литье под давлением. Однако аддитивное производство продвинулось вперед, и 3D печатные детали больше не ограничиваются прототипами.
Сегодня существуют технологии 3D печати, которые позволяют создавать компоненты промышленного качества и в тех объемах, которые могут потребоваться. Эти технологии включают также создание крупногабаритных деталей или совсем крошечных изделий, которые можно производить из разных видов пластиков, в том числе с добавлением металлических частиц и керамики, а также композитных фотополимерных смол.
3D печать имеет много преимуществ, но часто существует определенный размер деталей, при котором использовать 3D печать не всегда целесообразно. В таких случая обычно выбор падает на технологию литья под давлением. Благодаря литью пластмасс под давлением инструменты, стоимость которых высока, могут быть амортизированы при таких высоких объемах производства. Однако размер и количество деталей — это лишь один из факторов который позволяет сделать выбор в пользу той или иной технологии. Мы предлагаем вам ознакомиться с факторами, которые стоит учитывать при выборе технологии 3D печати или литья под давлением.
На обработку стальных или алюминиевых форм, используемых при литье под давлением, могут уйти недели или месяцы. Затем детали, отлитые под давлением отправляются заказчику для функциональных испытаний и измерений размеров. Если первоначальные образцы не подходят, изготовителю пресс-форм, возможно, придется создать новые формы, что удлиняет сроки проекта.
3D печать имеет более короткие сроки производства. В отличие от литья под давлением, нет необходимости изготавливать формы для литья из металла или пластика. Если параметры детали не соответствуют требованиям заказчика, настройки 3D принтера можно легко отрегулировать.
Стоит упомянуть, что производство небольшой партии изделий с помощью литья возможно с использованием 3D печатных форм для литья. Процесс литья с использованием напечатанных форм позволяет уменьшить расходы на изготовление деталей и сократить время на производство.
Большая часть затрат на литье под давлением связана с инструментами и материалами. Сталь стоит дороже, чем алюминий, и оба металла стоят дороже, чем 3D пластик, который используется для изготовления литейных форм. Производственные формы также стоят дороже, чем формы-прототипы. При литье под давлением стоимость оснастки также зависит от размера и сложности формы. 3D печать устраняет эти затраты и связанную с ними изменчивость.
При сравнении литья под давлением и 3D печати следует учитывать разные объемы производства: первоначальный объем заказа, годовой объем заказа, общее количество и перекрестный объем. В зависимости от размера деталей и их количества можно сделать выбор в пользу используемой технологии. Например, для производства маленьких деталей рационально использовать 3D печать, а не микроинжекционное производство.
Литье под давлением и 3D печать используют схожие материалы. ABS, акрил, PEEK, PEI, PC, PA и другие. Однако свойства деталей, полученных литьем под давлением и в процессе 3D печати, не одинаковы. Кроме того, литье под давлением позволяет использовать некоторые материалы, которые невозможно применить в 3D печати, и наоборот.
Литье микро деталей позволяет производить большие партии, но при этом затраты на оснастку достаточно высоки. Также существуют практические ограничения, такие как размер формы, возможности оборудования и минимальная толщина стенок детали. Некоторые 3D принтеры могут производить микроразмерные компоненты, например, технология PµSL компании Boston Micro Fabrication (BMF) позволяет печатать детали размером меньше человеческого волоса, то есть примерно 70 микрон в поперечнике.
Для некритических применений допуск деталей, отлитых под давлением, обычно составляет ± 0,1 мм. Для критически важных компонентов, например, используемых в медицинских целях, допуски составляют ± 0,025 мм. 3D принтеры и станки ЧПУ для производства литьевых форм имеют ограничения по точности, что следует учитывать при выборе способа производства деталей.
Детали, отлитые под давлением, обычно прочнее компонентов, напечатанных на 3D принтере. Главным образом, это связано с тем, что детали, отлитые под давлением, изготавливаются из одного слоя материала. 3D печать производит детали слой за слоем. Однако выбор материала и технологии позволяет изготавливать прочные функциональные изделия на 3D принтере, которые могут использоваться даже в таких отраслях, как аэрокосмическая, энергетическая и другие.
Литье под давлением идеально подходит для производства деталей продуманной конструкции в больших объемах. Однако после начала производства вносить изменения в конструкцию становится нецелесообразно. 3D печать поддерживает изменения дизайна на всем этапе производства - от прототипирования до непосредственного изготовления продукции. Другими словами, 3D печать позволяет проще и быстрее выявлять и устранять проблемы, не выбрасывая инструменты и не тратя впустую материалы, что является ключевым моментом для проектов, которые все еще находятся на стадии разработки.
По сравнению с литьем под давлением, 3D печать позволяет создавать детали с более сложной формой. От отверстий в середине деталей до замысловатых форм или спицеобразных деталей — эта технология аддитивного производства обеспечивает большую свободу проектирования. При литье под давлением оснастка ограничивает конструкцию детали. Например, детали с прямыми углами могут сломаться при вынимании из формы.
Наконец, при выборе литья под давлением и 3D печати необходимо учитывать качество поверхности. Как правило, детали, напечатанные на 3D принтере, имеют более шероховатую поверхность. Однако можно дополнительно обработать детали после печати или выбрать технологию, при которой поверхность получается максимально гладкой. Детали, отлитые под давлением, чаще имеют более гладкую поверхность, но с более высокими затратами на оснастку. При литье пластмасс под давлением детали также подвержены поверхностным дефектам, таким как заусенцы формы.
Сравнение литья под давлением и 3D печати
Литье под давлением идеально подходит для крупносерийного производства и для проектов с длительными сроками выполнения работ. Хотя его можно использовать с деталями разных размеров, литье под давлением предлагает меньшую свободу дизайна. 3D печать лучше подходит для небольших объемов производства, проектов с частыми изменениями и проектов с быстрым сроком выполнения.
Не знаете какую технологию выбрать? В DigitalCraft3D мы поможем определиться со способом производства деталей и изготовить тестовую партию деталей для оценки качества и соответствия техническому заданию. Узнайте больше о 3D печати и литье у менеджера DigitalCraft3D!
