プラスチック射出成形 vs. 3D プリント:ビジネスに最適な方法はどれですか?

プラスチック射出成形と 3D 印刷は、さまざまな部品やコンポーネントを作成するために使用される 2 つの異なる製造プロセスです。これらのプロセスの違いを理解して、どちらがニーズに最適かを判断することが不可欠です。

プラスチック射出成形とは?

プラスチック射出成形はその名の通り、金型にプラスチックを注入することです。プラスチックは射出時に液体であり、非常に高温です。金型は、これらの高温に耐え、溶けない材料で作られている必要があります。

型を作成するには、目的の出力の逆数を材料から切り出します。金型は高温に耐える必要があるため、ある種の耐熱材料を使用して金型を作成します。金型の作成は、多くの場合、コンピュータ支援設計アプリと CNC マシンを使用して金型を切り出す詳細なプロセスです。

プラスチック射出成形の利点

プラスチック射出成形の利点には次のようなものがあります。

• ラピッド プロトタイピング: プラスチック金型をすばやく作成し、単一の金型を使用して目的のオブジェクトのプロトタイプを作成するのは簡単です。
• プラスチック プロトタイプ: パーツやコンポーネントに最適な素材がわからない場合は、プラスチックでプロトタイプを作成して、外観とデザインへの適合性を判断できます。
• カスタム プラスチック射出成形: 適切な金型を設計して作成するだけで、部品やコンポーネントを特定のニーズや要件に合わせてカスタマイズできます。
• 大量生産: 多くの金型を作成し、同じプラスチック射出成形機で同時に使用して、部品やコンポーネントを大量生産できます。大量生産は、生産する作品の数が多いほど、作品あたりのコストも削減します。
• 強さの向上: パーツとコンポーネントが 1 つのピースで構成されているため、継ぎ目がなく、完成品の強度が高くなります。
• 廃棄物を少なくする: 金型には一定量の液体プラスチックしか保持されないため、無駄が最小限に抑えられます。プラスチックが正しく固まらない場合や何らかの欠陥がある場合は、リサイクルして再利用できます。

プラスチック射出成形の欠点

射出成形を使用して部品やコンポーネントを作成する場合、注意が必要な欠点がいくつかあります:

• 設備費: 独自のプラスチック射出成形機を購入する費用は、小規模から中規模の操作ではかなり高くつく可能性があります。ただし、いつでもプラスチック射出成形サービスを利用して、代わりに必要な部品やコンポーネントの製造を外部委託することができます。
• 金型設計の制限: 作成できる金型設計の種類には制限があります。特定の角度や傾きだけでなく、特定の細かい詳細が常に可能であるとは限りません。できないと言っているわけではありませんが、このプロセスでは希望する品質が得られない場合があります。
• 間違いは修正が難しい場合があります: プラスチック部品やコンポーネントが仕様どおりに作られていることを確認するには、金型の精度に依存しています。金型に 1 つの欠陥があると、各部品やコンポーネントにも欠陥が生じます。間違いを修正するには、基本的に、まったく新しい金型からやり直す必要があります。

3D プリントとは

3D プリントは積層造形プロセスです。完成した部品またはコンポーネントが作成されるまで、原材料を使用してレイヤーを重ねて印刷します。液体プラスチックを金型に注入する射出成形とは異なり、3D プリントでは、各層が結合するのに十分なだけ材料を加熱します。

3D プリントには、パーツやコンポーネントを作成する材料の種類をサポートする適切な種類のプリンターが必要です。また、必要な部品やコンポーネントを設計するためのコンピューター支援設計アプリも必要です。

3D プリントの利点

次のように、3D プリント部品およびコンポーネントにはいくつかの利点があります。

• 幅広い素材を 3D プリントできます: この技術が最初に登場した当初、使用可能な唯一の素材はプラスチックでした。進歩のおかげで、ポリカーボネート、金属、樹脂、エポキシ、ナイロン、フォトポリマーなど、さまざまな材料を 3D プリント オブジェクトに使用できます。
• 小規模から中規模のオペレーションに最適なオプション: 3D プリントにより、小規模および中規模のオペレーションで必要な部品を簡単に製造できます。 3D プリンターに投資する準備ができていない場合は、パーツやコンポーネントを印刷できる 3D 印刷サービスがあります。
• 初期費用の削減: プリンターと材料の購入費用は、プラスチック射出成形機の費用よりもはるかに低くなります。
• ラピッド プロトタイピング: デジタル 3D デザインを作成し、印刷する材料を選択するだけでよいため、射出成形と比較して 3D プリンタを使用すると、ラピッド プロトタイピングがはるかに高速になります。
• 金型不要: パーツやコンポーネントを作成するのに金型は必要ありません。デジタル 3D デザイン、3D プリンター、適切な材料だけが必要です。
• 間違いを修正しやすい: 設計に問題や欠陥があることに気付いた場合、最初の部品またはコンポーネントを印刷した直後に確認できるため、簡単に修正できます。また、間違いを見つけたら、印刷プロセスを一時停止し、間違いを修正してから、最初からやり直すことなく、中断した正確な時点から印刷プロセスを再開することで、印刷中に修正することもできます。
• 複雑な部品やコンポーネントに最適: 3D プリント時に材料を追加しているため、厳密な直角から詳細で小さく複雑なデザインまで、複雑なパーツやコンポーネントをより柔軟に作成できます。

3D プリントの欠点

3D プリントを使用してカスタム パーツやコンポーネントを作成することには、次のような欠点もあります。

• 二次/仕上げプロセスが必要になる場合があります: 3D パーツおよびコンポーネントは非常に明確であり、射出成形されたパーツおよびコンポーネントのように滑らかではありません。このレベルの出力を達成するには、二次プロセスと仕上げプロセスを使用する必要があります。
• プリンタのサイズに限定された部品およびコンポーネントのサイズ: プリンターが印刷できる最大サイズのパーツとコンポーネントには制限があります。プリンターには、出力の最大高さと相関する最大高さを持つエクストルーダー アームがあります。さらに、エクストルーダー アームは水平方向と前後方向にしか動かないため、オブジェクトの幅と奥行きには制限があります。
• 遅い生産プロセス: 3D プリンターは素材をレイヤー化するため、製品の出力速度は、プリンターが最終的な出力を作成できる速度に制限されます。多くのプリンターは、一度に 1 つのパーツまたはコンポーネントの印刷のみをサポートします。
• さまざまなプリンタが必要になる場合があります: プラスチックとチタンなどの異なる素材を使用して出力を印刷する場合は、2 つの異なるプリンターに投資する必要がある場合があります。プラスチック出力をサポートする 3D プリンターと、金属レイヤー印刷出力をサポートする別のプリンターが必要です。

最適な方法は?

プラスチック射出成形と 3D プリントの違いと、その長所と短所を理解したところで、これらは 3D パーツとコンポーネントを作成するための 2 つの異なる方法であることに気付くはずです。ただし、長所と短所があるため、1 つの方法を使用したほうがよい場合もあります。

プラスチック射出成形が最適な時期は?

• 同じパーツやコンポーネントを大量に出力する必要がある場合
• 完成した部品およびコンポーネントが可動部品およびコンポーネントとして使用される時期
• 二次/仕上げプロセスを使用せずに、しっかりとした連続部品およびコンポーネントが必要な場合。

3D プリントが最適な時期

• 作成する必要があるパーツやコンポーネントの小さなバッチがある場合
• 後で射出成形を使用する場合でも、新しいパーツやコンポーネントの外観の「大まかな」アイデアを得るためにラピッド プロトタイピングを行う場合
• 設計段階にあり、設計の調整や変更を行う場合
• 複雑なデザインの詳細なパーツやコンポーネントが必要な場合

どちらの方法も、さまざまな状況や目的に対してメリットがあります。プラスチック射出成形サービス、3D プリント サービス、ラピッド プロトタイピング サービス、二次および仕上げサービスの詳細については、Laszeray Technology, LLC (440-582-8430) までお気軽にお問い合わせください。