對(duì)于3D打印和注塑的關(guān)系，終于有人說實(shí)話了

來源：3D打印商情

在過去的六年里，全球3D打印市場翻了一番多。分析師估計(jì)，到2020年，該行業(yè)的價(jià)值將達(dá)到31億美元。相比之下，到2023年，全球塑料成型市場預(yù)計(jì)將達(dá)到6900億美元。

近日，住友(Sumitomo)Demag的英國董事總經(jīng)理奈杰爾·弗勞爾斯(Nigel Flowers)提出了一些不同意見，他說：“3D打印將推翻傳統(tǒng)的制造技術(shù)（包括模制、鍛造、鑄造，甚至是減材數(shù)控制造）的想法簡直是危言聳聽�！�


1規(guī)模經(jīng)濟(jì)
弗勞爾斯說：“目前，3D打印的速度不夠快，成本也不夠高，無法大規(guī)模生產(chǎn)大量的塑料精密零件�！薄�3D打印對(duì)原型制造和低體積定制零件的生產(chǎn)都是有益的�！�

幾年來，醫(yī)療部門已經(jīng)成功地使用3D打印來生產(chǎn)定制的假肢、植入物、髖關(guān)節(jié)置換、助聽器，甚至是假牙。對(duì)于這些功能部件，由于制造模具工具的成本，注射成型在經(jīng)濟(jì)上是不可行的。

同樣，航空航天制造商正在采用3D打印技術(shù)來升級(jí)部件，并為維護(hù)、維修和大修(MRO)創(chuàng)造替代部件�？湛偷囊环輬�(bào)告預(yù)計(jì)，未來20年，MRO的支出將翻一番，達(dá)到每年1200億美元以上。對(duì)于準(zhǔn)備時(shí)間長、供應(yīng)鏈復(fù)雜或過時(shí)的飛機(jī)零部件，3D打印提供了一種靈活的選擇。

弗勞爾斯補(bǔ)充道：“一旦批量生產(chǎn)上升，注射成型的臨界點(diǎn)就會(huì)相對(duì)較快地到來�！蓖ǔＧ闆r下，生產(chǎn)電子外殼的大規(guī)模模型機(jī)的ROI估計(jì)為10000件�！�


2影響
3D打印的可持續(xù)性證書通常是不確定的。雖然一些擁護(hù)者說，本地化打印節(jié)省了運(yùn)輸成本，但衡量真正的環(huán)境影響要復(fù)雜得多。“今天的注塑機(jī)，特別是全電動(dòng)系統(tǒng)，繼續(xù)減少能源消耗，”弗勞爾斯解釋說：“例如，最新的住友(世)DEMAG IntElect系列產(chǎn)品使用的能量與家用水壺的耗電量相同——一些3D打印工藝的耗電量是注射成型機(jī)的50-100倍。”

許多人將3D打印等同于更少的材料浪費(fèi)。然而，在快速原型的開發(fā)周期可能涉及打印多個(gè)版本，浪費(fèi)仍然很高。此外，由于不同材料的混合、研磨和回收打印部件的3D打印可能是具有挑戰(zhàn)性的。

在塑料模塑中，提供一種在可接受的范圍內(nèi)和聚合物的分子量范圍內(nèi)的再研磨混合物，沒有受到損害，并且符合規(guī)格，這種混合物(通常是10%的再研磨到純聚合物)可以在機(jī)器上運(yùn)行。盡管如此，模具仍然謹(jǐn)慎使用重新研磨塑料，特別是在精密零件，原始材料即使是細(xì)微的變化都都可能影響收縮，造成閃光或改變外觀。

然而，增材制造可以幫助延長產(chǎn)品的使用壽命，打印過時(shí)的模具零件不再生產(chǎn)。它還可以制造復(fù)雜的幾何形狀和特征以前認(rèn)為是不可能的零件。


3實(shí)時(shí)制造
打印一個(gè)單獨(dú)的部件，例如外科心臟瓣膜，需要時(shí)間，所以這是否可以被定義為實(shí)時(shí)制造是值得懷疑的。相反，擁有大量注塑機(jī)、連接和獲取數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)速度和規(guī)模的智能工廠可能是最具革命性的例子，尤其是在生產(chǎn)計(jì)劃可以根據(jù)庫存水平自動(dòng)調(diào)整的情況下。

“在緊張和不穩(wěn)定的貿(mào)易政策時(shí)期，由于能夠在當(dāng)?shù)厣�產(chǎn)零部件而不是依賴進(jìn)口，許多制造商不得不推動(dòng)其重新銷售計(jì)劃，轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)向國內(nèi)模塑供應(yīng)商。”關(guān)鍵的基本原理是加快組件的周轉(zhuǎn)速度，確保業(yè)務(wù)安全，并使依賴組件訂單的客戶放心�！备�勞爾斯說。

4重復(fù)性
對(duì)于批量生產(chǎn)運(yùn)行，重復(fù)性是不可商量的。今天的注射成型機(jī)提供高質(zhì)量的零件，始終如一，具有嚴(yán)格的公差和高的美容處理，數(shù)千至數(shù)百萬次連續(xù)。

5質(zhì)量
對(duì)于沒有關(guān)鍵尺寸或機(jī)械性能要求的短期商品零件，增材制造可以交付功能部件。然而，由于零件是分層打印的，大多數(shù)3D組件需要一些后處理工作才能創(chuàng)建一個(gè)光滑的表面光潔度。這增加了整個(gè)處理時(shí)間，因此增加了成本。

在注射成型中，模具工具可以產(chǎn)生光潔度和表面紋理。一旦成型，零件可能需要經(jīng)過額外的后期生產(chǎn)完成，如脫氣，去除多余的材料，如果樹脂流血，并有可能沖壓和裝飾。然而，這些過程往往是自動(dòng)在成型細(xì)胞內(nèi)。


6可追溯性
對(duì)于航空航天和醫(yī)療等行業(yè)來說，3D打印部件的可追溯性是一個(gè)關(guān)鍵問題。假冒和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)是另一個(gè)關(guān)鍵問題。為了解決這一問題，軟件和硬件需要完全連接，3D打印供應(yīng)鏈必須完全透明。開發(fā)還處于早期階段，但包括打印QR代碼和將數(shù)字文件嵌入到組件中。

注射成型的可追溯性更先進(jìn)，大多數(shù)機(jī)械供應(yīng)商提供安全的數(shù)據(jù)采集和文檔。最近，Sumitomo(SHI)DEMAG開發(fā)了一個(gè)模具裝飾(IMD)單元，每個(gè)模制部件都可以得到一個(gè)獨(dú)特的設(shè)備標(biāo)識(shí)符(UDI)，所有的處理數(shù)據(jù)都由制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)安全地保存。


7強(qiáng)度
強(qiáng)度和耐久性的變化將取決于所使用的材料。3D打印機(jī)在圖層中創(chuàng)建一個(gè)部件。雖然2D輪廓可能很強(qiáng)，但弗勞爾斯說，PET層間的結(jié)合將無法與已經(jīng)成型的固體質(zhì)量相提并論。

8時(shí)間和地點(diǎn)
總之，弗勞爾斯強(qiáng)調(diào)，技術(shù)和技術(shù)都有空間：“3D打印對(duì)于迭代設(shè)計(jì)是很好的，我們越來越多地看到模具使用它們來測試新概念和創(chuàng)建模具原型。相反，我們應(yīng)該互相推介，認(rèn)識(shí)到兩者各有其獨(dú)特的優(yōu)勢，而創(chuàng)新的水平亦會(huì)繼續(xù)加快。”