3D印刷対 射出成形の選択ガイド

      プラスチック製品の開発において、3D印刷と射出成形の間で選択するには、コスト、精度、バッチサイズ、設計の複雑さなどの要因を包括的に考慮する必要があります。 以下は、2つのプロセスの特性と組み合わせた、コスト最適化と高精度要件の2つのコアディメンションからの2つのプロセスの分析であり、意思決定の基礎を提供します。

 1）生産バッチは、コアコスト構造を決定します

3Dプリント： 小さなバッチに適しています（通常 <1000個）またはシングルピースプロダクション。 金型のコストは必要ありません。材料の損失が低い（サポート構造のみが少量の材料を無駄にする可能性があります）、反復が柔軟です。 たとえば、FDMテクノロジーを使用してプロトタイプを印刷する場合、ピースあたりのコストは射出成形の1/10に過ぎない場合があります。

射出成形： 大規模でより費用対効果の高い（>1000個）生産。 金型開発コストは高く（数千から数万元）、バッチが増加するにつれてピースあたりのコストが大幅に減少します。 たとえば、ある場合には、射出金型の費用は10,000ドルでしたが、1枚あたりのコストは100,000個のピース​​を生産する場合はわずか0.1ドルでした。

 2）設計と反復コストの比較

3Dプリント： CADモデルは、設計が頻繁に調整されるプロトタイプ段階に適した追加コストなしで、変更後に直接印刷できます。 たとえば、会社はRを短縮しました&D 3D印刷金型を使用して、4週間から48時間のサイクル。

射出成形： カビの変更コストは高く（特に金属型）、設計が確定した後の大量生産に適しています。 カビの構造を調整する必要がある場合、金型を再開する必要がある場合があります。これにより、数万元コストが増加します。

 3）材料と後処理費用

3Dプリント： 限られた材料タイプ（PLA、ナイロン、樹脂など）、いくつかの高性能材料（ピークなど）は高価です。通常、後処理には研削またはサンドブラストのみが必要です。

射出成形： 幅広い材料（ABS、PP、PCなど）、低価格。しかし、カビの研磨や電気めっきなどの後処理はコストを増加させる可能性があります。

決定の提案：

小さなバッチ/プロトタイプ：3D印刷（FDM、SLA、またはSLS）を選択します。

大きなバッチ/ファイナイド製品：射出成形を選択します。

  1）プロセス精度の比較

3Dプリント：

SLA/DLP：精度の医療または電子部品に適した±0.01 mm、滑らかな表面の精度。

SLS/MJF：±0.1 mmの精度。複雑な構造に適していますが、わずかに粗い表面。

FDM：精度が低い（±0.2 mm）、明らかな層パターン、ポスト処理が必要です。

射出成形：

精度は通常±0.05 mm、高表面仕上げ（RA 0.8〜1.6μm）で、追加の処理は必要ありません。

  2）材料の強さと安定性

3Dプリント： 機械的特性に影響を与える可能性のある弱い層間結合。高温で簡単に変形するのは簡単です（PLA軟化点などは55°Cです）。

射出成形： 材料は密度が高く、強度と等方性が高く、温度抵抗が向上しています（ABSなどは80〜100°Cに耐えることができます）。

 3）複雑な構造の適応性

3Dプリント： ホローやコンフォーマルの水路など、従来のプロセスで達成が困難な複雑な構造を製造できます。 たとえば、金型の湾曲した冷却チャネルは、注入効率を改善することができます。

射出成形： カビの逆の要件により、設計は内部直角または深い空洞を避ける必要があります。そうしないと、処理の難しさが増します。

決定の提案：

高精度 +複雑な設計：SLAまたはメタル3Dプリント（SLMなど）を選択しますが、より高いコストを受け入れる必要があります。

高精度 +大型バッチ：噴射成形とCNC精度金型を組み合わせて、寸法の安定性を確保します。

明確な要件： バッチ、予算、設計の複雑さ、精度レベル、材料性能。

費用会計： 金型コスト、シングルピースの材料コスト、および後処理コストを比較します。

テクノロジーマッチング：

高速反復または小さなバッチが必要な場合は、3D印刷が望ましいです。

高強度または表面仕上げが必要な場合は、射出成形が望ましいです。

ハイブリッドソリューション： たとえば、3Dプリントを使用してプロトタイプまたはコンフォーマルウォーターチャネル型を作成し、射出成形を介して大量生成します。

1）ペプシボトル型： 3Dプリントインサートと従来の金属型を組み合わせることにより、コストは96％削減され、生産サイクルは4週間から48時間まで短縮されます。

2）医療インプラント： SLAを使用して高精度のプロトタイプを印刷し、検証後に大量生産のために射出成形に切り替えます。

3）靴型の製造： 3D印刷は、従来のCNCを置き換え、効率を50％増加させる複雑なパターンを実現できます。

低コストと高精度の間で、特定のシナリオに従って残高を作成する必要があります：

3Dプリント： 小さなバッチ、複雑なデザイン、迅速な反復の最初の選択。

射出成形： 大きなバッチ、高精度、高強度のシナリオのための経済的なソリューション。

将来的には、ハイブリッド製造（3Dプリンティング金型 +射出成形量生産など）は、コストとパフォーマンスのバランスをとる主流の方向になる可能性があります。