Методы изготовления изделий из пластика

Преимущества, недостатки, сравнение

Данная статья позволит выбрать технологию производства пластиковых изделий исходя из требуемых объемов и предпочтений.


Печать на 3D принтерах:

Используется 5 методов 3D печати, ниже представлены все эти способы:

  • FDM (Fusing Deposition Modeling) послойное наплавление пластиковой нити (феломена) через нагретое сопло.
  • SLA, DLP, LCD методы фотополимерной печати. Отверждение фотополимерной смолы под воздействием света УФ спектра.
  • SLS (Selective Laser Sintering, SLS) Выборочное лазерное спекание. Метод лазерной плавки мелких частиц полимерного порошка.
  • MJM (Multi Jet Modeling) многоструйное моделирование. Данный метод объединяет фотополимерную печать и послойное наплавление.
  • LOM (Laminated Object Manufacturing) Послойное склеивание пленок.



Достоинство 3D печати - это изготовления изделий любой сложности.

Печать деталей на 3D-принтерах производится послойно, вне зависимости от используемой технологи. Значит получаемые детали обладают разной устойчивостью на излом вдоль и поперёк слоев.
На напечатанных деталях присутствуют линии слоёв, чем меньше толщина слоёв, тем линии менее заметны, но они есть, а значит детали нуждаются в постобработке (механическое, термическое или химическое сглаживание поверхности деталей).
Время, затрачиваемое на создание и постобработку деталей, не позволяет использовать 3D-печать для серийного производства, поэтому она используется только для штучного изготовления.
Разработчик может получить прототип, устранив обнаруженные недостатки до серийного выпуска изделия. Или выполнить постобработку распечатанной детали и использовать её в качестве мастер модели для литья в силиконовые формы.

Литьё пластика или резины в силиконовые формы:

Данная технология позволяет копировать детали

Копируемый объект (мастер модель), заливается жидким силиконом, после отверждения которого получается форма со слепком объекта. С одной модели можно создавать неограниченное количество форм, так как модель не повреждается в процессе их создания.

В полученную форму заливается жидкий пластик, резина или силикон, после отверждения которых получается точная копия изначальной детали, полностью повторяющая структуру её поверхности. Детали не требуют дополнительной обработки после извлечения из формы. Одну форму можно использовать для получения десятков копий. Детали, получаемые методом литья, не содержат слоёв как при 3D-печати, а имеют однородную структуру.

Время, затрачиваемое на создание форм и отливку деталей, позволяет использовать данный метод для мелкосерийного производства. Силиконовые формы имеют ресурс на несколько десятков отливок, из-за чего данный метод не используется для производства больших партий деталей.

Литьё термопласта:

Метод основан на использовании свойств термопластов.

Это пластмассы, которые при обычной температуре находятся в твёрдом состоянии, но при повышении температуры переходят в вязко текучее, что позволяет вливать их под давлением в металлические формы.

Для создания форм не требуется мастер модель. Форма создаётся из металла и подвергается постобработке.
Детали, получаемые методом литья термопласта, не содержат слоёв как при 3D-печати, а имеют однородную структуру.
Достоинством литья термопластов является высокая скорость отливок при низкой стоимости сырья.

Металлические формы имеют высокий ресурс и позволяют отливать сотни тысяч изделий. Но создание таких форм является трудоёмким, дорогостоящим и длительным процессом. Экономическая выгода литья термопласта оправдана только при крупносерийном производстве.

Материалы, используемые для литься в силиконовые формы:

Для литья в силиконовые формы используются различные полимерные литьевые смолы, такие как полиэфирные, полиуретановые и эпоксидные.

В большинстве случаев используют полиуретановые смолы, так как этот материал может имитировать свойства резины или термопластов, таких как: ABS, PMMA, поликарбонат, полиэтилен, полипропилен, полиамид.

Для литья можно использовать как окрашенный, так и прозрачный полиуретан. Реже используют полиэфирную и эпоксидную смолу, так как первая обладает резким химическим запахом, а вторая вредна для здоровья человека.

Еще одним недостатком этих смол является ограниченный ассортимент, и длительное время полимеризации.

Сроки производства:

Сроки изготовления деталей на 3D-принтере зависят от объема детали и метода её печати. Время изготовления одной детали может варьироваться от нескольких минут до одного – двух дней. Постобработка каждой детали промышленным методом займет до нескольких часов. Стоит учесть, что при создании нескольких деталей, сроки их изготовления складываются. Сроки изготовления деталей методом литья в силиконовые формы состоят из времени изготовления формы и времени отливок деталей. Одна силиконовая форма создаётся за 1-2 дня. Отливка деталей в одной форме занимает от 1 до 2 часов. Стоит учесть, что одна форма может быть рассчитана на несколько деталей. Но ресурс силиконовых форм не превышает нескольких десятков отливок.

Сроки изготовления деталей методом литья термопласта так же состоят из времени изготовления формы и времени отливок деталей. Одна металлическая форма создаётся от нескольких недель до нескольких месяцев. Отливка деталей в одной форме занимает меньше минуты. Стоит учесть, что одна форма может быть рассчитана на несколько деталей, а ресурс форм превышает сотни тысяч отливок.

Вывод:

Если необходимо изготовить всего одну деталь или несколько маленьких по объему и не важна внутренняя структура и прочность детали, то вероятнее подойдет метод 3D печати.

Если необходима небольшая партия, или тиражирование существующей детали из пластика до 1000 штук и важна однородная структура детали ее прочность и внешняя фактура, подойдет метод литья в силиконовые формы.

Если необходимо изготовить большую партию изделий из пластика от нескольких тысяч штук, то вероятнее подойдет литье термопласта в пресс-формы.

DEUSEFUL
2019 - 2020 DEUSEFUL