Χύτευση με έγχυση έναντι 3D εκτύπωσης: Ένας επαγγελματικός οδηγός για την επιλογή τεχνολογίας κατασκευής

Στο πλαίσιο της ταχείας ανάπτυξης της σύγχρονης βιομηχανίας,Η επιλογή ανάμεσα στη μέθοδο εμβολιασμού και την 3D εκτύπωση (προσθετική κατασκευή) έχει γίνει μια κρίσιμη απόφαση για τις επιχειρήσεις στην ανάπτυξη και την παραγωγή προϊόντωνΤο άρθρο αυτό συγκρίνει συστηματικά τις δύο τεχνολογίες από την άποψη των τεχνικών αρχών, των σενάριων εφαρμογής και της αποδοτικότητας του κόστους, συμπληρωμένες από ειδικές περιπτώσεις του κλάδου,να παρέχει επαγγελματική αναφορά για τη λήψη αποφάσεων για το έργο.

Τεχνικές αρχές και βασικά χαρακτηριστικά

Συσκευασμός με ένεση: Μαζική παραγωγή με βάση την τήξη υλικών καιΣχηματισμός

• Βασικοί δείκτες διαδικασιών:
  • Κύκλος τυποποίησης: Γενικά 10-60 δευτερόλεπτα ανά κομμάτι (διαφέρει ανάλογα με το μέγεθος και την πολυπλοκότητα του μέρους)
  • Έλεγχος ανοχής: Μπορεί να φτάσει τα ±0,02 mm για τα εξαρτήματα ακριβείας
  • Ποσοστό αξιοποίησης υλικού: Πάνω από 95% (με εύλογο σχεδιασμό)

3D εκτύπωση: Κατασκευή στρώματος με στρώμα με βάση ψηφιακά μοντέλα

Κεντρικά πλεονεκτήματα

Σχηματισμός με ένεση: Αποδοτικότητα και συνέπεια στην μαζική παραγωγή

1. Οικονομίες κλίμακας: Μόλις ολοκληρωθούν τα καλούπια, το κόστος μονάδας μειώνεται σημαντικά με την αύξηση του όγκου παραγωγής.000 γιουάν θα έχει κόστος μονάδας μόνο 1.2 γιουάν όταν η παραγωγή φτάσει τα 100.000 κομμάτια (συμπεριλαμβανομένης της αποσβέσεως του καλούπι).
2. Πολυδιάστατη Υλική: συμβατό με πάνω από το 80% των πλαστικών μηχανικών, συμπεριλαμβανομένου του PP (πολυπροπυλένιο) για δοχεία τροφίμων, του ABS (ακρυλονιτρικό βουταδιενοστυρένιο) για ηλεκτρονικά περιβλήματα,και POM (πολυοξυμεθυλένιο) για μέρη υψηλής φθοράς όπως τα γρανάζια.
3. Ποιότητα της επιφάνειας: Μπορεί να επιτύχει τραχύτητα επιφάνειας Ra 0,8-1,6μm χωρίς μεταπεξεργασία, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις των εσωτερικών εξαρτημάτων αυτοκινήτων και των καταναλωτικών ηλεκτρονικών συσκευών.

3D εκτύπωση: Ευελιξία στην πολυπλοκότητα και τις μικρές παρτίδες

1. Ελευθερία σχεδιασμού: Επιτρέπει την κατασκευή δομών που είναι δύσκολες ή αδύνατες με το ένεση, όπως:
   • Διαρθρώσεις πλέγματος για ελαφρύ βάρος (π.χ. αεροδιαστημικές στήλες με μείωση βάρους 40%)
   • Εσωτερικά κανάλια ροής με σύνθετες καμπύλες (π.χ. συλλογές ιατρικών συσκευών)
   • Συγκροτήματα ολοκληρωμένα που εξαλείφουν τα στάδια συναρμολόγησης (π.χ. μηχανισμοί πολλαπλών μερών που εκτυπώνονται ως ένα κομμάτι)
2. Γρήγορη επανάληψη: συντομεύει τον κύκλο ανάπτυξης του προϊόντος από το σχεδιασμό μέχρι τη φυσική επαλήθευση.μια εταιρεία καταναλωτικών ηλεκτρονικών προϊόντων μείωσε τον κύκλο επαλήθευσης πρωτοτύπου από 8 εβδομάδες (χρησιμοποιώντας παραδοσιακές μεθόδους) σε 3 ημέρες με την υιοθέτηση της 3D εκτύπωσης SLA.
3. Ικανότητα προσαρμογήςΈνα οδοντιατρικό εργαστήριο, για παράδειγμα, παράγει καθημερινά 50 προσαρμοσμένες ορθοδοντικές ευθυγραμμίσεις με σταθερή ποιότητα και κόστος.

Ανάλυση τεχνικών περιορισμών

Περιορισμοί του τύπου εμβολιασμού

• Υψηλή αρχική επένδυση: Τα καλούπια ακριβείας για σύνθετα εξαρτήματα (π.χ. πλαίσια πίνακα ελέγχου αυτοκινήτων) μπορούν να κοστίσουν 200.000-500.000 γιουάν, με κύκλο παραγωγής 8-12 εβδομάδων.
• Περιορισμοί σχεδιασμού: Οι υποκόψεις και οι πολύπλοκες εσωτερικές κοιλότητες συχνά απαιτούν διαχωρισμένα καλούπια, αυξάνοντας το κόστος και μειώνοντας τη δομική αντοχή.ένα στερέωμα αντλίας νερού με σπειροειδή εσωτερικό κανάλι θα απαιτούσε ένα μούχλα 5 τμημάτων, αυξάνοντας την πολυπλοκότητα της παραγωγής.
• Υψηλά Κόστη Τροποποίησης: Μια μικρή αλλαγή των διαστάσεων του προϊόντος (π.χ. προσαρμογή 0,5 mm σε θήκη κινητού τηλεφώνου) μπορεί να απαιτήσει την επανεπεξεργασία του καλούπιου, το οποίο κοστίζει 30%-50% της αρχικής τιμής του καλούπιου.

Περιορισμοί της 3D εκτύπωσης

• Ελλείψεις στην υλική απόδοση: Τα περισσότερα υλικά τρισδιάστατης εκτύπωσης έχουν χαμηλότερες μηχανικές ιδιότητες από ό,τι τα υλικά τρισδιάστατης εκτύπωσης.ενώ το ABS που σχηματίζεται με ένεση φτάνει τα 40-45MPa.
• Αποτελεσματικότητα παραγωγής: Ένα κομμάτι 10 × 10 × 10 εκατοστών χρειάζεται 4-6 ώρες για να εκτυπωθεί με FDM, ενώ το ένεση μπορεί να παράγει 50-100 κομμάτια την ίδια στιγμή.
• Απαιτήσεις μετά την επεξεργασία: Τα τυπωμένα με SLA εξαρτήματα απαιτούν καθαρισμό από ρητίνη και ανθεκτικότητα σε υπεριώδη ακτινοβολία, ενώ τα εξαρτήματα FDM απαιτούν γυαλιστική γραμμής στρώματος για να επιτευχθεί ομαλή επιφάνεια, προσθέτοντας 20%-30% στον συνολικό χρόνο παραγωγής.

Πρακτικές περιπτώσεις εφαρμογής

Αυτοκινητοβιομηχανία: Υβριδική εφαρμογή και των δύο τεχνολογιών

• Φάση ανάπτυξης: Χρησιμοποιήθηκε SLS 3D εκτύπωση (υλικό νάιλον) για την παραγωγή 10 πρωτοτύπων, επαληθεύοντας την απόδοση ροής και τη δομική αντοχή σε 1 εβδομάδα, αποφεύγοντας τον κίνδυνο τροποποίησης του μούχλας.
• Φάση μαζικής παραγωγής: Μετά την ολοκλήρωση του σχεδιασμού, μεταβλήθηκε στη μέθοδο εμβολιασμού (υλικό PA6+GF30), μειώνοντας το κόστος μονάδας από 50 δολάρια (3D εκτύπωση) σε 7 δολάρια, ικανοποιώντας την ζήτηση μαζικής παραγωγής.

Το πεδίο των ιατρικών συσκευών: 3D εκτύπωση για εξατομίκευση

• Λύση 3D εκτύπωσης: Υιοθετήθηκε τεχνολογία SLM (Selective Laser Melting) με κράμα τιτανίου Ti6Al4V, η οποία κατασκευάζει απευθείας εμφυτεύματα από 3D μοντέλα.Και το συνολικό έργο ολοκληρώθηκε σε 3 εβδομάδες..
• Ακατόρθωτη η κατασκευή με ένεση: Τα εξατομικευμένα καλούπια για κάθε εμφύτευση θα κοστίζουν 50.000 γιουάν/σετ, με αποτέλεσμα το συνολικό κόστος να ξεπερνά τα 10 εκατομμύρια γιουάν, κάτι που είναι οικονομικά ανέφικτο.

Ηλεκτρονικά καταναλωτικά προϊόντα: Σχηματισμός με ένεση για τον έλεγχο του κόστους

• Λύση εμβολιασμού: Χρησιμοποιήθηκε υλικό PC / ABS με καλούπι 2 κοιλότητας (κόστος 180.000 γιουάν).
• Σύγκριση 3D εκτύπωσης: Η χρήση της τεχνολογίας SLA θα οδηγούσε σε κόστος μονάδας 65 γιουάν και χρόνο παραγωγής 2 ωρών ανά κομμάτι, καθιστώντας αδύνατη την κάλυψη της ετήσιας ζήτησης παραγωγής.