مقایسه پرینت سه بعدی و قالب‌گیری تزریقی

در مقاله پیش رو قصد داریم به مقایسه پرینت سه بعدی و قالب‌گیری تزریقی بپردازیم و فرا خواهید گرفت که در بحث ساخت و تولید قطعات مهندسی، پرینت سه بعدی و قالب‌گیری تزریقی چه برتری‌هایی نسبت به یکدیگر دارند و متوجه خواهید شد که هر کدام از این روش‌ها در چه شرایطی عملکرد بهتری دارند. انتخاب صحیح بین این دو روش می‌تواند نقش مهمی در موفقیت پروژه‌های ساخت و تولید شما ایفا کند.

پیش از شروع تولید نیاز است به درک خوبی از روش ساخت دست پیدا کرده باشید. چه بخواهید یک قطعه کاربردی را در تعداد بالا تولید کنید، چه یک نمونه اولیه از آن بسازید، باید از زیر و بم فرآیند خود خبر داشته باشید. در اغلب اوقات و به خصوض زمانی که بخواهید قطعه‌ای از جنس پلاستیک بسازید، روش‌هایی که پیش روی شما قرار می‌گیرند، پرینت سه بعدی و قالب‌گیری تزریقی خواهد بود.

در این مقاله به بررسی خوبی‌ها و بدی‌های هرکدام از دو روش می‌پردازیم و آن‌ها را از منظر ظرفیت تولید، میزان پیچیدگی طراحی، انتخاب مواد، پرداخت سطح، تلرانس، قیمت‌گذاری و زمان مورد نیاز برای تکمیل یک چرخه تولید بررسی کنیم.

پرینت سه بعدی چیست؟

قبلا در مقاله “پرینت و پرینتر سه بعدی چیست” مفصل توضیح دادیم که پرینت سه بعدی مشهورترین روش ساخت افزایشی میباشد، این تکنولوژی کاربرد گسترده‌ای در حوزه‌های مهندسی و به ویژه نمونه‌سازی دارد. پرینتر سه بعدی، دستگاهی است که لایه‌های نازک مواد را به گونه‌ای شکل می‌دهد تا قطعه مورد نظر ساخته شود. این کار بر اساس دستوری که پرینتر از یک مدل دیجیتال دریافت می‌کند انجام می‌گیرد.

به طور معمول، از مواد پلاستیکی (اغلب با استفاده از تکنولوژی پرینت سه بعدی FDM) یا فلزی(عموما به کمک فناوری پرینت سه بعدی SLM) برای پرینت کردن قطعات استفاده می‌شود.

قالب‌گیری تزریقی چیست؟

قالب‌گیری تزریقی روشی برای تولید قطعات است که در آن گرانول‌های پلیمری را ذوب می‌کنند و سپس تحت فشار بالا به درون قالب تزریق می‌کنند. پس از سرد شدن، پلیمر به حالت جامد در می‌آید و شکل قالب را به خود می‌گیرد.

اگر این روش را برای ساخت تعداد زیادی از یک نوع قطعه به کار بگیرید، خواهید دید که همه قطعات دقیقاً مشابه و با تلرانس دقیق تولید می‌شوند. قالب‌گیری تزریقی برای ساخت و تولید انواع قطعات استفاده می‌شود و کاربرد بسیار گسترده‌ای دارد. در واقع، اکثر قطعات پلاستیکی اطراف شما با همین روش ساخته می‌شوند.

در مقایسه بین دو روش پرینت سه بعدی و قالب‌گیری تزریقی کدام یکی را انتخاب کنیم؟

هنگام انتخاب میان پرینت سه بعدی و قالب‌گیری تزریقی باید مسائل مهمی را در ارتباط با پروژه یا قطعات خود در نظر بگیرید. در ادامه پرسش‌هایی مطرح کرده‌ایم که تقریبا همه جوانب مهم را در برمی‌گیرند؛ برای رسیدن به روش درست، پاسخ شما به تک‌تک این موارد حائز اهمیت است.

• حجم تولید:

  تعداد قطعاتی که باید بسازید چقدر است؟ آیا این تعداد همیشه ثابت خواهد بود، یا بر اساس میزان تقاضا با افت و خیزهایی روبه‌رو خواهد شد؟

• بودجه:
  

  بودجه شما برای انجام پروژه پیش رو چقدر است؟ برای شما (یا تیم شما) سرمایه‌گذاری اولیه مهم‌تر است، یا هزینه‌ای که به ازای هر محصول صرف می‌شود؟

• میزان پیچیدگی طرح:

  هندسه قطعه‌ای که می‌خواهید بسازید تا چه اندازه سخت و پیچیده به حساب می‌آید؟ آیا بخش‌هایی از آن نیاز به برش، برآمدگی یا جزئیات پیچیده دارد؟

• انتخاب مواد:

  آیا قطعه شما باید خواص ویژه‌ای همچون استحکام بالا داشته باشد؟ آیا تنوع موادی که قرار است از میان آن‌ها انتخاب کنید برای شما اهمیت دارد؟

• پرداخت سطح:

  آیا قطعه شما باید پرداخت و ظاهری خاص داشته باشد؟ آیا بافت سطح آن باید زیر دست لمس شود، یا سطحی صاف و صیقلی داشته باشد؟ آیا قطعه نیاز به عملیات تکمیلی مانند پرداخت کردن سطح با استفاده از بخار دارد؟

• سرعت تغییر وضعیت تولید:

  قطعات با چه سرعتی باید تولید شوند؟ آیا باید نمونه اولیه آن‌ها هم ساخته شود؟

• تلرانس قطعه:
  

  تلرانس‌های قطعات شما تا چه اندازه باید دقیق باشند؟ آیا امکان اشتباه و عدم تطابق قطعات با یکدیگر وجود دارد؟

• خواص فیزیکی و مکانیکی:

  قطعه شما در چه محیطی قرار خواهد گرفت؟ چه بارهایی به آن وارد خواهد شد؟ آیا فشار زیادی را باید تحمل کند؟ آیا در معرض مواد شیمیایی یا دمای بالا خواهد بود؟

• عملکرد:

  آیا قطعه شما باید ضدآب باشد؟ آیا وزن آن اهمیت دارد؟ نگهداری از آن چقدر باید ساده باشد؟

هنگامی که به سوالات بالا جواب بدهید، بسیاری از مسائل مبهم برایتان شفاف می‌شود و می‌توانید انتخاب بهتری بین پرینت سه بعدی و قالب گیری تزریقی داشته باشید. در ادامه نیز به برخی از خصوصیات برجسته دو روش پرینت سه بعدی و قالب‌گیری تزریقی اشاره خواهیم کرد تا با کاربرد آن‌ها بیشتر آشنا شوید.

چه موقع باید از پرینت سه بعدی استفاده کنیم؟

اگر کاری که می‌خواهید انجام دهید حداقل یکی از موارد زیر را در بر می‌گیرد، به نظر می‌رسد در انتخاب بین پرینت سه بعدی و قالب گیری تزریقی، پرینت سه بعدی گزینه بهتری برای شما خواهد بود.

• نمونه‌سازی و تکرار سریع:

  به طور کلی، پرینت سه بعدی در مقایسه با قالب‌گیری تزریقی روش سریع‌تری است. چرا که در روش دوم بسیاری از وقت شما صرف ساخت قالب می‌شود. با پرینت سه بعدی، سرعت شما در نمونه‌سازی و همچنین ساخت نسخه‌های متعدد با طرح‌های متفاوت از یک قطعه بالاتر خواهد بود.

• حجم تولید کم تا متوسط:

  مدت زمان یک چرخه ساخت و تولید در پرینت سه بعدی به مراتب کمتر از قالب گیری تزریقی است. به همین خاطر در مواردی که حجم تولید کم است، پرینت سه بعدی چه از نظر اقتصادی و چه از نظر زمان بندی آماده‌سازی کارآمدتر عمل می‌کند.
  اما نکته جالب‌تر این است که پرینت سه‌بعدی دیگر محدود به تولیدات کوچک نیست؛ بلکه قابلیت‌های پیشرفته آن اکنون امکان استفاده در تولیدات انبوه را نیز فراهم کرده است. اگر به دنبال اطلاعات بیشتر در این زمینه هستید، پیشنهاد می‌کنیم مقاله پرینت سه‌بعدی در تولید انبوه را مطالعه کنید تا با ظرفیت‌های بی‌نظیر این فناوری در تولیدات صنعتی بیشتر آشنا شوید.

• ست‌آپ کم هزینه:

  معمولا یکی از نکات قابل توجه در مقایسه بین پرینت سه بعدی و قالب گیری تزریقی آن است که در پرینت سه بعدی قالبی ساخته نمی‌شود، بنابراین هزینه مربوط به آماده کردن تجهیزات برای هر تولید جدید و ایجاد تغییر در محصول در این روش کمتر از قالب گیری تزریقی خواهد بود.

• ساخت طرح های هندسی پیچیده:

  یکی از تفاوت‌ های پرینت سه بعدی و قالب گیری تزریقی آن است که پرینت سه بعدی می‌تواند بدون هیچ هزینه اضافه‌ای قطعاتی بسازد که از نظر هندسی بسیار پیچیده و مبهم هستند.

• تنوع مواد:

  در پرینت سه بعدی، تنوع مواد بیشتر است. علاوه بر این می‌توانید قطعه‌ای بسازید که در آن چند ماده مختلف به کار رفته باشد.

• حساسیت زمانی:

  اگر بخواهید تعداد اندکی قطعه را در کمترین زمان ممکن بسازید، هیچ راهی بهتر از پرینت سه بعدی وجود ندارد.

با این توضیحات، احتمالاً متوجه شده‌اید که پرینت سه‌بعدی چطور می‌تواند در بسیاری از زمینه‌ها عملکرد بهتری داشته باشد. برای درک بهتر این موضوع و آشنایی با مزایای برتر پرینت سه‌ بعدی نسبت به سایر روش‌های تولید، حتماً مقاله ما را بخوانید.

شاید بدون اینکه متوجه شوید، خدمات پرینت سه‌ بعدی دقیقاً همان راه‌حلی باشد که دنبالش هستید؛ یک رویکرد ساده، سریع و کارآمد که می‌تواند تحولی در پروژه‌های شما ایجاد کند.

چه موقع باید به سراغ قالب‌گیری تزریقی برویم؟

به موارد زیر دقت کنید. اگر حداقل یکی از آن‌ها در پروژه شما وجود دارد، شاید بهتر باشد در مقایسه بین پرینت سه بعدی و قالب گیری تزریقی، قالب‌گیری تزریقی را انتخاب کنید.

• تولید انبوه: از آنجایی که چرخه‌های کاری روش قالب‌گیری تزریقی با سرعت بیشتری طی می‌شوند، این فرآیند مناسب تولید در مقیاس انبوه است. هرچند باید زمان لازم برای ساخت قالب را هم در نظر بگیرید. البته هزینه ست‌آپ آن ممکن است بیشتر از پرینت سه بعدی تمام شود، اما به ازای هر محصول ارزان‌تر تمام می‌شود.
• سازگاری و تناسب قطعات با یکدیگر: از نقاط قوت این روش آن است که می‌توانید از یک نوع قطعه به میزان زیادی بسازید و همه آن‌ها دقیقا همانند هم باشند. بنابراین اگر نیاز به تلرانس کمی دارید، قالب‌گیری تزریقی بهترین گزینه است.
• قطعات ساده: به طور کلی، روش قالب‌گیری تزریقی مناسب ساخت قطعاتی است که طراحی ساده‌ای دارند و باید به تولید انبوه برسند.
• قطعات محکم: معمولا قطعاتی که با تزریق در قالب ساخته می‌شوند در مقایسه با قطعات پرینتی از استحکام بیشتری برخوردار اند. این مسئله به دلیل یکپارچه بودن بدنه قطعات تزریقی است، برخلاف پرینت سه بعدی که قطعات از لایه‌های مجزا تشکیل می‌شوند.
• هزینه کمتر به ازای هر محصول: ست‌آپ اولیه در روش قالب‌گیری تزریقی اغلب گران‌تر از تهیه تجهیزات پرینت سه بعدی تمام می‌شود؛ اما اگر تولید در مقیاس انبوه انجام بگیرد، قیمت تمام‌شده برای هر محصول فوق‌العاده کمتر خواهد بود و این مقرون به صرفه بودن آن را نشان می‌دهد.
• سطوح صاف: یک قطعه پرینت شده از لایه‌های متعددی تشکیل شده است. به طوری که حتی در قطعاتی که پرداخت شده‌اند خطوط پرینت به وضوح دیده می‌شوند و برای از بین بردن آن‌ها به عملیات تکمیلی بیشتری نیاز خواهد بود. اما تزریق قالبی بدون هیچ عملیات تکمیلی مربوط به پرداخت، سطوح صاف و همواری پدید می‌آورد.

مقایسه پرینت سه بعدی و قالب‌گیری تزریقی در یک نگاه

به طور کلی، هنگام تصمیم گیری برای انتخاب بین پرینت سه بعدی و قالب گیری تزریقی، می‌توانیم بگوییم پرینت سه بعدی در موارد زیر عملکرد بهتری خواهد داشت:

• تولید به تعداد کم
• نمونه‌سازی
• طرح‌های پیچیده
• استفاده از چند ماده در یک قطعه
• امکان تغییر جریان تولید با سرعت بالا
• ست‌آپ اولیه ارزان

و  قالب‌گیری تزریقی در موارد زیر روش بهتری خواهد بود:

• تولید انبوه
• تکرارپذیری و همسانی قطعات
• طرح‌های ساده
• استفاده از یک ماده برای ساخت قطعه‌ای با استحکام بالا
• سطوح صاف و هموار
• صرف هزینه کم به ازای هر محصول

شاید هنوز برایتان سوال باشد…

از بین پرینت سه بعدی و قالب‌گیری تزریقی کدام روش سریع‌تر است؟

این موضوع بستگی به کاربرد شما دارد. در نمونه‌سازی پرینت سه بعدی سریع‌تر است، در حالی که سرعت قالب‌گیری تزریقی در تولید انبوه بیشتر است.

در مقایسه پرینت سه بعدی و قالب گیری تزریقی، اکثر مواقع پرینت سه بعدی با ارائه سرعت و دقت بالا، می‌تواند شما را در مسیر تولید بدون چالش‌های قالب‌گیری تزریقی همراهی کند. اگر در فکر بهینه‌سازی فرآیندهای تولیدی خود هستید، این روش می‌تواند پاسخی برای نیازهای شما باشد

آیا برای ساخت قطعات پیچیده می‌توانیم از قالب‌گیری تزریقی استفاده کنیم؟

بله، اما ممکن است هزینه زیاد ابزارسازی موجب ضرر شود.

در مقایسه پرینت سه بعدی و قالب‌گیری تزریقی کدام روش ارزان‌تری به حساب می‌آید؟

مقایسه پرینت سه‌ بعدی و قالب‌گیری تزریقی از نظر هزینه به چندین عامل بستگی دارد، از جمله حجم تولید، پیچیدگی طراحی، و مواد مورد استفاده.

• برای حجم تولید کم تا متوسط: پرینت سه‌بعدی در مقایسه با قالب گیری تزریقی اغلب ارزان‌تر است زیرا نیازی به ساخت قالب‌های گران‌قیمت ندارد. پرینت سه‌بعدی هزینه‌های آماده‌سازی را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد و برای قطعات پیچیده یا سفارشی که نیاز به تغییرات مکرر دارند، این روش مقرون‌به‌صرفه‌تر میباشد.
• برای حجم تولید بالا: قالب‌گیری تزریقی معمولاً ارزان‌تر است. اگرچه هزینه اولیه برای ساخت قالب‌ها بالاست، اما در تولیدات انبوه، هزینه به ازای هر قطعه به‌طور چشمگیری کاهش می‌یابد و این روش در نهایت اقتصادی‌تر می‌شود.

اگر هنوز برای انتخاب روش مناسب مردد هستید، می‌توانید از مشاوره تخصصی و خدمات پرینت سه‌بعدی ما بهره‌مند شوید. ما در ماداتکنولوژی آماده ایم تا با بررسی نیازهای شما، بهترین راهکار را برای تولید قطعات‌تان پیشنهاد داده و شما را در مسیر دستیابی به نتایج بهتر و به‌صرفه‌تر همراهی کنیم.

آیا پرینت سه بعدی می‌تواند سطوحی به صافی قالب‌گیری تزریقی بسازد؟

این کار تقریبا ممکن است ولی در بیشتر مواقع باید با انجام عملیات تکمیلی روی سطح همراه باشد.

در مقایسه پرینت سه بعدی و قالب گیری تزریقی کدام یک انعطاف بیشتری در تغییر نوع طراحی دارد؟

از آنجایی که روش پرینت سه بعدی با قالب سروکار ندارد، تغییر طراحی به هنگام تولید در آن راحت‌تر است و امکان ساخت نسخه‌های مختلفی از محصول در مدت زمان کم نیز به وجود می‌آید.
زمانی که به انعطاف‌پذیری و سرعت در تولید نیاز دارید، پرینت سه بعدی یک انتخاب مناسب است. اگر به دنبال راهی برای بهینه‌سازی فرآیند تولید خود هستید، شاید ارزش داشته باشد که به این گزینه نگاهی بیندازید.