3D打印與注塑成型技術之間的比較

現時3D打印是製造業中令人廣泛應用的技術,而注塑成型(injection molding)就是歷史悠久十分成熟的技術,今次會簡單介紹3D打印與注塑成型技術之間的比較 。

什麼是注塑成型(injection molding)

注塑成型(injection molding)是通過將材料注射到模具中來生產零件的製造過程。將零件的材料送入加熱的料筒中,混合併壓入模腔,在模腔中冷卻並硬化成模腔的形狀。

注塑成型的應用

此過程可用於製造各種塑料產品,從外殼到模型部件,椅子和玩具,以及工業產品面板緊固件和插頭等成品。

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Image source:3Dhubs

注塑成型速度很快,而且熱塑性和熱固性聚合物均可製成複雜的形狀,這是其主要注塑成型優點之一。利用自動化技術,注塑成型能高速生產大量複雜形狀,這過程適合於大規模生產和規模經濟。相反,若你想製作出較客製化的形狀,同時也想快速製造,你可以使用3D打印。

3D打印技術現時不斷研發出新材料和打印技術,因此有人斷言3D打印將來能取代傳統的製造方法,例如塑料注塑成型。但現時,這些要判斷這些主張是否正確,還是言之尚早。現時注塑成型還是一種極其可靠,高效的生產方法,佔工業塑膠零件的75%以上,所以3D打印技術將來能否取代注塑成型,便有待時間去証明了。

各範疇的比較

3D打印與注塑成型技術之間在以下項目中有什麼分別呢?

1.數量

注塑成型包括將液態聚合物注射到模具中,使其在快速冷卻之前移除模具的形狀,然後移出得到模件。此過程比3D打印要快得多,3D打印涉及將模型逐層逐層的方式打印模型,所以大批量生產時,3D打印將比注塑成型更費時。

2.品質

由於3D打印通過分層生產產品的方法,因此無法產生與使用注塑成型相同的始終如一的光滑表面光潔度。這種分層生產方法還會使產品具有方向性應力的弱點,而這種方向性弱點是注塑成型沒有的。但隨著新物料的研發,現時有些3D打印部件已經能夠取替金屬部件,逐漸減低3D打印帶來的弱點。

另一方面,與3D打印模具相比,金屬模具能夠生產數十萬種產品,而3D打印模具是着重用於小批量注塑的項目,因為它可以幫助減少與註塑技術相關的高昂的初始成本。

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3.價格

3D打印和注塑成型的價格取決於要生產的零件數量。由於用家需在製造成品前先製作鋼模或鋁模,所以成本相對較高。另外,若你所需注塑成型的產品原型或零件較小型,相對準確度要求更高,成本便會增加。中途需要改模時,費用也會提高。種種變數也使注塑成型的製作中令成本變高,令生產商難以進行相關預算。

而在3D打印中,一旦原型開發完成,只要把檔案傳輸打印機中打印就可以,沒有模具的需要。因此,3D打印能以較低成本開始製作成品。尤其是對於少於50個產品的製作,相對注塑成型更具成本效益。但是用家需要留意,打印多個物件並不會減少製作成本: 成本是會隨著打印數量增加而有所提升。注塑成型的初始成本較高,但隨著產品數量超過60種的時候,其初始成本便會迅速下降。

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