3D プリントと射出成形の選択:それぞれの方法をいつ使用するか

プロトタイプ、単一部品、または大量生産のいずれを作成する場合でも、使用する製造方法を深く理解する必要があります。通常、特にプラスチック部品を作成する場合、この方法は 3D プリントまたは射出成形のいずれかになります。

この記事では、生産量、予算の制約、設計の複雑さ、材料の選択、表面仕上げのニーズ、納期、公差などの要素に焦点を当てて、各方法の利点を検討します。

3D プリントとは何ですか?

積層造形の一種である 3D プリンティングは、3D プリンターでパーツを層ごとに作成する方法です。部品は通常、プラスチックまたは金属で作成され (このプロセスは直接金属レーザー焼結として知られています)、デジタルモデルに基づいています。エンジニアリング業界、特にプロトタイプに広く使用されています。

射出成形とは何ですか?

射出成形では、ポリマー顆粒が溶解され、圧力下で金型に注入されます。材料が冷えて固まると、型の形になります。これにより、良好な公差を備えた同一の部品が得られます。射出成形は最も広く使用されている製造方法の 1 つです。身の回りのほぼすべてのプラスチック部品は射出成形を使用して製造されています。

3D プリントと射出成形のどちらを選択するか

3D プリントと射出成形のどちらを選択するかを決定する場合は、プロジェクトまたは作成する部品に関するいくつかの基本的な要素を考慮する必要があります。最善の選択をするために必要な情報がすべて確実に得られるように、それらを見てみましょう。また、それらに関してあなた自身またはあなたのチームに尋ねるべき質問も見てみましょう。

それは生産量。 必要なパーツ、または作成する予定のパーツはいくつありますか?生産量は比較的安定したままでしょうか、それとも需要に変動が生じる可能性がありますか?
それは予算。 プロジェクトまたは制作の予算はいくらですか?初期投資とユニットあたりのコストのどちらが重要ですか?
設計の複雑さ。 作成しようとしている部品の形状はどれくらい複雑ですか?アンダーカット、オーバーハング、または複雑な形状が含まれているか、または必要ですか?
それは素材選び。 部品には強度などの特定の特性が必要ですか?幅広い材料から選択する必要がありますか?
表面仕上げは表面仕上げ。 部品には、質感や滑らかさなど、特定の表面仕上げや外観が必要ですか?蒸気平滑化などの後処理が必要ですか?
所要時間。 部品がどれくらい早く必要になりますか?プロトタイプを作成する必要がありますか?
部品の公差。部品の公差はどの程度正確かつ/または厳密である必要がありますか?変更の余地はありますか?
物理的および機械的特性。 部品はどのような力や環境にさらされるのでしょうか?彼らは高圧にさらされるのでしょうか？化学物質や高温にさらされましたか?
機能性 あなたの部品は防水である必要がありますか?体重は要因ですか?メンテナンスの容易さはどの程度重要ですか?

上記の質問に対する答えが得られれば、どのテクノロジーを選択すべきかがより明確になります。以下のセクションを使用して、どの製造方法 (3D プリントまたは射出成形) がプロジェクトに最適であるかを把握できます。

3D プリントはいつ使用する必要がありますか?

プロジェクトが次の基準の 1 つ以上に当てはまる場合は、3D プリントを検討することをお勧めします。

プロトタイピングと迅速な反復。 3D プリントは、最初に金型やその他のツールを作成する必要がないため、通常、射出成形よりもプロセス全体が高速になります。これは、部品の設計を迅速にプロトタイプ作成して反復する必要がある場合に最適な選択肢になります。
生産量は少量から中程度です。 3D プリントは納期が短いため、部品の少量バッチ生産に適しており、費用対効果が高くなります。
セットアップコストが低い 3D プリントは金型の作成を考慮する必要がないため、多くの場合、射出成形よりも初期コストが低くなります。 3D プリントのコストについて詳しくは、こちらをご覧ください。
複雑な形状。 3D プリントパーツは、多額の追加コストを発生させることなく、複雑で入り組んだ形状を特徴付けることができます。
それは素材の多様性。 3D プリントを使用すると、より多くの素材の選択肢が得られます。さらに、複数のマテリアルで構成されるパーツを作成できます。産業用 3D プリンティングに関する記事で詳細をご覧ください。
それは時間に対する敏感さ。 短時間で少量のパーツが必要な場合は、3D プリントが最良の選択肢となる可能性があります。

射出成形を使用する必要があるのはどのような場合ですか?

プロジェクトが次の基準の 1 つ以上を満たす場合、射出成形が最良の選択肢となる可能性があります。

それは大量生産。 射出成形はサイクルタイムが速いため、大規模生産や大量生産に非常に効率的です。ただし、金型の作成にかかる時間も考慮する必要があります。つまり、ユニットあたりのコストは 3D プリントよりも低い可能性がありますが、セットアップコストは高くなる可能性があります。最も一般的なアプリケーションについて調べてください。
パーツの一貫性。 射出成形で作成された部品は再現性が高く、非常に安定した品質を示します。部品の公差が厳しい場合は、射出成形が最良の選択となる可能性があります。
シンプルなデザインのパーツ。 射出成形は、より大量の単純な設計に適しています。
強力なパーツです。射出成形部品は、複数の層の 3D プリント部品と比較して 1 つの固体部品で構成されているため、通常、3D プリント部品よりも強度があります。
単価が安い。 射出成形は初期設定コストが高くなる可能性がありますが、3D プリンティングよりも単位あたりのコストが低く、大規模な生産の場合ははるかに費用対効果が高くなります。射出成形のコストについてお読みください。
表面は滑らか。 3D プリント部品はレイヤーごとに作成されます。これは、通常、完成した部品に層の線が見えるため、滑らかな表面を実現するには後処理が必要になることを意味します。ただし、射出成形では後処理を行わずに滑らかな表面が得られます。