Spuitgieten versus 3D-printen:alles wat u moet weten

De bedrijven van vandaag hebben meer mogelijkheden dan ooit om onderdelen van bijna alle materialen te vervaardigen. En als het gaat om het produceren van onderdelen van plastic, kiezen de meesten uiteindelijk voor spuitgieten of 3D-printen.

Hoewel de 3D-printoptie over het algemeen bekender is vanwege de beschikbaarheid voor zelfs gebruikers op consumentenniveau, is de spuitgietmarkt vanaf vandaag veel groter. Het is bijna 260 miljard dollar waard en overtreft de marktomvang van 3D-printen, die in 2020 slechts 16 miljoen is.

Maar in werkelijkheid zijn deze twee processen niet noodzakelijkerwijs concurrenten, omdat ze allebei hun eigen waardevolle niches vullen en in bepaalde situaties unieke voordelen hebben. Hoewel beide soms vergelijkbare resultaten kunnen opleveren, is het proces dat ze gebruiken voor de productie behoorlijk verschillend.

Dus om u te helpen beter te begrijpen hoe beide werken, hun meest voorkomende toepassingen en de voor- en nadelen die ze bieden, gaan we dieper in op alles wat u moet weten over spuitgieten versus 3D-printen.

De basisprincipes

Voordat we de verschillen tussen spuitgieten versus 3D-printen kunnen ontleden, moeten we eerst de basisprincipes achter elk van deze processen begrijpen.

En niet verwonderlijk, aangezien beide voornamelijk met plastic te maken hebben, zijn er ook nogal wat overeenkomsten.

Beide zijn bijvoorbeeld zeer nauwkeurig en kunnen zelfs ingewikkelde ontwerpen aannemen en onberispelijke onderdelen produceren. Dat betekent dat ze kunnen worden gebruikt in industrieën zoals de lucht- en ruimtevaart en de geneeskunde, waar zelfs de kleinste fout niet is toegestaan.

Bovendien zijn beide uitstekend als u verschillende prototypes van onderdelen tegen lagere kosten moet produceren en testen, wat essentieel is bij het verfijnen van uw producten of het testen van hun mogelijkheden.

Uiteindelijk kunnen beide een vergelijkbaar resultaat opleveren en zelfs overlappende functionaliteit hebben. Maar de manier waarop ze daar komen, is waar je de grootste verschillen zult vinden.

Laten we dus de basisprincipes van beide onderzoeken.

Spuitgieten

Zoals je misschien uit de naam kunt raden, gebruikt spuitgieten mallen om complexe vormen van plastic materialen te maken.

De benodigde plastic materialen worden in een vat gemengd, waar ze worden gesmolten tot vloeibare vorm. Vervolgens worden ze in de mal geïnjecteerd, waarbij de druk gedwongen wordt om de exacte vorm van de mal aan te nemen, tot in het kleinste detail.

Daarna mag het materiaal stollen door de temperatuur te verlagen, waardoor de productie van het volgende onderdeel begint. Het proces kost heel weinig tijd, dus het is mogelijk om snel veel onderdelen te produceren.

Maar voordat het proces kan beginnen, moet u de spuitgietmatrijs zelf ontwerpen en maken, wat eigenlijk het meest uitdagende onderdeel van het hele proces is.

Afhankelijk van hoe complex het onderdeel is dat u wilt maken, kan het ontwerpen van een spuitgietmatrijs die aan de eisen voldoet, weken of zelfs maanden duren. Daarom moet u werken met een ervaren bedrijf dat een verfijnd spuitgietproces heeft en de benodigde tijd kan verkorten.

Er zijn ook overwegingen die u moet maken in termen van hard gereedschap versus zacht gereedschap voor spuitgieten, waarbij zacht gereedschap meer geschikt is voor lage productieruns en hard gereedschap beter is voor grootschalige productie.

3D-printen

Als het spuitgietproces draait om het vormen van plastic totdat het voldoet aan de afmetingen en vereisten van het onderdeel, heeft 3D-printen een heel andere benadering, waarbij objecten laag voor laag worden opgebouwd totdat ze de nodige vorm aannemen.

Het plastic materiaal wordt toegevoegd aan de vorige laag en wordt dan onmiddellijk gebonden, waardoor de structurele integriteit en het vermogen om verschillende externe drukken te weerstaan, wordt gegarandeerd.

Dankzij de manier waarop 3D-printen werkt, kunnen zelfs de meest complexe vormen worden geproduceerd, inclusief binnenste gaten, spleten of ongebruikelijke vormen, zolang ze de integriteit van het stuk niet in gevaar brengen.

Enkele van de industrieën die 3D-printen gebruiken, zijn sport, ruimtevaart, auto's en zelfs de reconstructie van oude artefacten.

Net als bij het spuitgietproces zijn er stappen die genomen moeten worden voordat het proces kan beginnen. U moet het onderdeel namelijk via CAD-software ontwerpen en de machine voorbereiden op de specifieke afdruktaak. Maar met 3D is het proces doorgaans korter en kunnen verschillende opties relatief snel worden getest.

Voors en tegens

We hebben nu dus vastgesteld dat beide processen vrij gelijkaardig zijn, maar ook fundamentele verschillen hebben in de manier waarop ze werken. Dus, welke is beter?

Laten we eens kijken naar enkele van de belangrijkste voor- en nadelen van beide om daar achter te komen.

Voor- en nadelen van spuitgieten

Pluspunten

• Efficiëntie. Met spuitgieten kun je in relatief korte tijd grote hoeveelheden onderdelen produceren, zeker als je al een matrijsontwerp hebt waar je mee aan de slag kunt.
• Grootschalige productie. Omdat het spuitgietproces zo snel gaat, kunt u realistisch gezien snel en tegen een betaalbare prijs miljoenen onderdelen produceren, mits uw dienstverlener over voldoende apparatuur beschikt.
• Duurzaamheid. De onderdelen die met behulp van spuitgieten zijn gemaakt, hebben een sterke structurele integriteit en kunnen extra worden versterkt door verschillende kunststoffen te combineren of door vulstoffen aan de vloeibare hars toe te voegen.
• Kosteneffectiviteit. Zodra het malontwerp is verfijnd, zijn de kosten van elk onderdeel erg laag, daarom gebruiken veel bedrijven het voor massaproductie.
• Superieur detail. Hoewel het proces betaalbaar is, blijft spuitgieten een van de meest nauwkeurige productiemethoden, waardoor complexe onderdelen kunnen worden gemaakt en er altijd aan krappe toleranties wordt voldaan.
• Minimaal afval. Door het unieke spuitgietproces blijft er weinig of geen plastic ongebruikt, wat betekent dat er bijna geen verspilling van materialen is, wat de effectiviteit van de methode verder verbetert.

Nadelen

• Beperkingen. Hoewel het spuitgietproces vrij veelzijdig is, heeft het zijn beperkingen. Bepaalde invalshoeken zijn moeilijker correct uit te voeren en de complexiteit van uw project hangt grotendeels af van hoe ervaren, capabel en deskundig het bedrijf waarmee u werkt, is.
• Ingewikkelde mal maken. Voordat u met de productie kunt beginnen, moet u de mal ontwerpen en maken, wat in feite een omkering van uw onderdeel is. Dat proces is niet eenvoudig en je kunt onderweg verschillende problemen tegenkomen, dus wees voorbereid om weken of maanden te spenderen voordat je het kunt gaan gebruiken. En als een mal er verkeerd uitkomt, moet je hem vervangen, wat nog meer tijd en middelen kost.
• Hogere initiële kosten. U zult waarschijnlijk geen goedkopere productiemethode vinden dan spuitgieten als het proces eenmaal is gestart, maar de initiële kosten van het ontwerpen van de matrijs kunnen snel oplopen. Daarom is het niet altijd zinvol voor kleinschalige productie, hoewel het ook met succes is gebruikt voor prototyping.

Voor- en nadelen van 3D-printen

Pluspunten

• Eenvoudige aanpassingen. Omdat je geen mal nodig hebt voor het maken van onderdelen met 3D-printen, is het eenvoudig om het digitale ontwerp van het stuk aan te passen. Als iets niet werkt zoals je zou willen, probeer dan gewoon een andere aanpak en je ziet de resultaten vrijwel onmiddellijk.
• Lage kosten vooraf. In tegenstelling tot spuitgieten vereist 3D-printen geen grote investering vooraf, omdat alles tot aan de productie zelf digitaal plaatsvindt, op speciale softwareplatforms.
• Complexe ontwerpen. Door de laag-op-laag-methode van 3D-printen kunnen ingewikkelde vormen ontstaan, waaronder spleten en gaten, wat in sommige gevallen een voordeel is.

Nadelen

• Grootte van kleine onderdelen. Een van de grootste nadelen van het gebruik van spuitgietsoftware is het relatief kleinere formaat van de onderdelen die u kunt maken. Het laagvormingsproces heeft zijn beperkingen op het gebied van schaalvergroting, die moeilijk te overwinnen zijn. Natuurlijk heeft de grootste 3D-printer ter wereld onlangs een boot geprint, maar meestal kijk je naar kleinere afmetingen.
• Onvolkomenheden. Hoewel de laagmethode in sommige opzichten effectief is, is deze ook vatbaar voor onvolkomenheden tijdens het fabricageproces. Dat geldt vooral voor het oppervlak, dat er vaak geribbeld en een beetje ongelijk uit kan komen.
• Langzame productie. Ten slotte, hoe je het ook bekijkt, 3D-printen is gewoon niet zo efficiënt als wat het spuitgietproces kan bieden. Zoals je je kunt voorstellen, kost het tijd om de plastic materialen in lagen te leggen om zelfs maar een enkel onderdeel te produceren, om nog maar te zwijgen van het proberen om honderden, duizenden of miljoenen te maken.

Hoe u de juiste optie kiest

Hoewel beide benaderingen hun nadelen hebben, heeft elk ook unieke sterke punten, waardoor ze bij uitstek geschikt zijn voor specifieke situaties.

Als u grote productieruns tegen een betaalbare prijs moet doen, kunt u met spuitgieten niet fout gaan. Ondertussen biedt 3D-printen u meer flexibiliteit en de mogelijkheid om uw ontwerpen snel aan te passen.

Als je niet veel tijd hebt en nu onderdelen nodig hebt, zal 3D-printen het beter doen. Maar als u uiteindelijk moet schalen, is het veel logischer om te kiezen voor het spuitgietproces, omdat de initiële tijd die u eraan besteedt, wordt goedgemaakt in de latere productiefasen.

Aangezien er zoveel beslissende factoren zijn die uw beslissing kunnen beïnvloeden, is het zinvol om te praten met een ervaren bedrijf dat beide diensten levert en u kan helpen de beste aanpak voor uw behoeften te vinden.

Bij 3ERP hebben we een team van specialisten die al uw vragen kunnen beantwoorden en de meest kosteneffectieve manier van handelen kunnen bieden die aan onze eisen voldoet.

Dit is tenslotte een grote beslissing, dus het is logisch om de tijd te nemen en uw opties zorgvuldig te onderzoeken.