射出成形 vs 3D プリント:どちらを選ぶべきか?

射出成形と 3D 印刷は、プラスチック部品の製造に最も広く使用されている 2 つの製造技術です。この記事では、両方のテクノロジの概要と比較を簡単に説明し、プロジェクトに最適なテクノロジを選択するために考慮する必要があるいくつかの要素を示します。

3D プリントと射出成形の違いは何ですか?

3D プリント

3D プリンティングは積層造形であり、最初の材料が層ごとに構築されることを意味します。 3D プリントは、仮想コンピューターの設計を読み取って 3 次元オブジェクトを作成し、材料のフィラメントまたは粉末を使用してそれを具体的な部品に再現します。

射出成形

射出成形は金型を使用します。まず、オブジェクトの反転部分は、溶融した造形材料 (完成したオブジェクトの材料) を安全に取り扱うことができる材料 (アルミニウム、工具鋼など) から機械加工されます。次に、溶融した造形材料を金型に流し込みます。金型内で材料が冷えると、部品の準備が整います。

選択方法:射出成形または 3D 印刷?

生産に射出成形または 3D プリントのいずれかを選択する場合、考慮すべき主な要因は次のとおりです。

バッチサイズ

必要な部品の数は、プロセスを決定する際の重要な要素です。射出成形は、大量生産 (1 回あたり 1000 個以上の部品) での有効性で知られています。少量 (10 個未満) の場合は、3D プリントの方が適切で安価です。 ABS、PC、ナイロン、単一部品または少量 (同一または非同一) などの手頃な価格のプラスチックで使用される FDM や SLS などの単純な 3D 印刷プロセスの場合、3D 印刷は間違いなく選択肢の 1 つです。 MJF も、中規模の数量 (10 ～ 1000) に適した別のオプションであり、非常に一般的です。

結論: 射出成形は大量生産に最適なオプションですが、ユニットの小さなバッチには 3D プリントを使用します。

設計の複雑さ

射出成形プロセスでは、必要な部品設計に従って金型を (部品とは逆に) 作成する必要があります。射出成形用の CAD モデルの設計は、多くの考慮事項があるため簡単ではありません。たとえば、部品の設計が直角であるため、金型からの取り外しが難しく、デリケートな部分は細心の注意を払って処理する必要があります。一方、複雑なデザインの実現は、3D プリンティングが優れているところです。どんなに複雑なデザインであっても、3D プリントなら最小限の労力で実現できます。

結論: 設計が射出成形で製造可能かどうかを確認し、そうでない場合は調整する必要があります。それ以外の場合は 3D プリントを使用してください。

所要時間

射出成形は、設計の分析と設計に基づく完璧な金型の構築を伴うため、所要時間は長くなります (10 ～ 20 日)。 3D プリントのターンアラウンド タイムは、射出成形に比べて非常に短いです。 Xometry で 3D プリントを注文すると、最短 3 日で配達されます。

結論: 部品がすぐに必要な場合は、3D プリントを使用してください。

カスタマイズ

射出成形用の金型が作成されると、その再設計を変更するには多くの費用と時間がかかります。部品のカスタマイズや既存の設計の変更に関しては、射出成形はお勧めしません。金型から得られるものはすべて最終部品であり、それを変更するのは非常に複雑です.一方、3D プリントはカスタマイズの余地が大きく、必要なのは変更またはカスタマイズされた CAD ファイルだけです。したがって、プロトタイプ、テスト ピースに適しています。

結論: プロトタイピングとカスタマイズには 3D プリントをお勧めします。

素材の強さ

射出成形で製造された部品は、単一の注入層で構成されており、亀裂や弱点がないため、形状に強度が増します。一方、3D プリントでは、パーツはレイヤーごとに作成され、全体的な強度に影響を与えます。 3D プリントでは、プラスチック射出成形では通常発生しない、製造中に目に見える隆起や構造上の欠陥が生じる可能性があります。

結論: 材料の強度が優先される場合は、射出成形を使用してください。

表面仕上げ

3D プリントのレイヤーは小さく、互いに近接していますが、それでも目立ちます。これにより、レイヤーの詳細がどれほど細かくても、完成したオブジェクトに隆起した表面が作成されます。これは、接触して移動する機械部品など、他のオブジェクトとこすれるオブジェクトを製造する場合に問題になります。そのような場合、平滑化のための後処理が必要であり、それは余分な手順です。

それに比べて、射出成形では、材料が単一の層に注がれるため、リッジやレイヤーに煩わされることはなく、ほぼ均一で滑らかな表面に仕上がります。さらに、射出成形部品は効果的に後処理できます。

結論: 射出成形は、良好な表面仕上げの点で好まれます。

材料の無駄

射出成形では、金型に適合する数だけ材料を流し込むため、各設計に必要なだけ正確に使用されます。これにより、無駄を気にせずにオブジェクトを大量生産するための非常に効率的な方法になります。一方、一部の 3D プリンティング技術では、サポート構造を構築する際に一部の材料が失われ、材料粉末は再利用できますが、材料特性が変化することなく数回しか再利用できません。

結論: 3D プリントは、サポート構造のような廃棄物をほとんど生成しません。失敗した印刷物は、ポストプロダクションで除去する必要があります。重要です。したがって、大量のバッチが必要な場合は、材料の無駄がないため、射出成形を使用することをお勧めします。

まとめ

3D プリントを選ぶべき場合	射出成形を選択すべき状況
印刷するユニットの小さなバッチ	大量生産
複雑なパーツ設計	素材の強度を優先
すぐに印刷する部分	良好な表面仕上げ
プロトタイピングとカスタマイズ	材料の無駄なし

製造の世界では、3D プリントが射出成形に取って代わり、あらゆる面で単独の勝者になることができるという一般的な誤解があります。これらのテクノロジーには、それぞれ独自の長所と短所があります。 Xometry では、射出成形と 3D 印刷の両方のサービスを提供し、専任チームがお客様をサポ​​ートします。デザインをアップロードして、プロジェクトの見積もりを取得してください。