Kan 3D-printen traditionele productieprocessen overtreffen?

3D-printen heeft het afgelopen jaar voor veel opwinding gezorgd, maar de toekomst van de technologie in de industriële productie is nog onduidelijk . Met de voortschrijdende technologie groeide de 3D-printindustrie snel en kan nu veel verschillende soorten materialen printen. Toch heeft 3D-printen de traditionele subtractieve bewerking of spuitgieten niet vervangen. Laten we eens kijken naar enkele van de redenen waarom.

1)      Esthetische kwaliteit

Het gebruik van 3D-printen wordt niet aanbevolen wanneer het eindproduct een zeer gladde, perfecte afwerking moet hebben. 3D-printen is een additief proces, wat betekent dat een 3D-printer opeenvolgende lagen materiaal herhaaldelijk aan een object "toevoegt" totdat het object compleet is. In het eindproduct zijn lagen te zien als een dun gesneden horizontale doorsnede. Veel andere productieprocessen, waaronder spuitgieten, stempelen en CNC-bewerkingen, zorgen voor een gladdere afwerking.

2) Kracht

3D-geprinte onderdelen zijn niet zo sterk als traditioneel vervaardigde onderdelen. Hun laag-voor-laag fabricagetechniek is zowel hun grootste kracht als hun grootste zwakte. In een proces zoals spuitgieten is de sterkte zeer gelijkmatig over het onderdeel, omdat de materiaalstructuur relatief consistent is. Bij 3D-printen is het product in lagen gebouwd - dit betekent dat het laminaat zwakheden heeft omdat de lagen niet zo goed hechten in de Z-as als in het X- en Y-vlak. Een andere factor die ervoor zorgt dat 3D-printen zwakkere producten creëert, is dat slechts een paar kunststoffen geschikt zijn voor gebruik in de printers. Je hebt gewoon geen toegang tot het volledige assortiment hoogwaardige kunststoffen. Alle sterkste plastic materialen, waaronder G-10/FR4 (45.000 PSI) en FRP (30.000 PSI), kunnen niet worden vervaardigd met 3D-printen.

3) Precisie

De meeste industriële fabrikanten hebben hardware nodig met nauwkeurige toleranties en strikte kwaliteitscontrole. Hoewel 3D-printers redelijk nauwkeurig zijn, zijn ze niet te vergelijken met CNC-machines. Standaardtoleranties voor CNC-gefreesde onderdelen zijn +/- 0,005” of 0,001”/”, welke van beide groter is, hoewel zelfs nauwere toleranties kunnen worden bereikt, afhankelijk van het ontwerp van het onderdeel. 3D-geprinte toleranties variëren, maar liggen over het algemeen in het bereik van +/- 0,009-0,020". Daarom is CNC-bewerking vaak een nauwkeurigere keuze voor gefabriceerde onderdelen met kritische toleranties.

4)      Productiesnelheid

Als u een product in grote aantallen en in korte tijd in massa moet produceren, hangt het beste productieproces af van de grootte en vorm van het eindproduct. Een van de snelste productieprocessen, stempelen, kan tot 22.000 onderdelen per uur produceren. Stempelen is echter alleen geschikt voor platte, relatief dunne en eenvoudig ontworpen onderdelen. Spuitgieten gaat ook vrij snel met meer dan 1440 stuks per uur en kan veel complexere componenten creëren. Daarentegen kost 3D-printen vaak uren, zo niet dagen om een ​​onderdeel te voltooien en is daarom niet ideaal voor massaproductie van industriële hardware.

5)      Kosten

Het mooie van 3D-printen in termen van kosten is dat er geen gereedschap is - een grote kostenpost in meer traditionele vormen van productie. Een spuitgietmatrijs kan duizenden dollars kosten. Veel 3D-printers zijn ook redelijk goedkoop in vergelijking met andere machines. Een Makerbot® kost bijvoorbeeld ongeveer 1/10 van een nieuwe CNC-machine.

Er zijn echter enkele kostengerelateerde nadelen van 3D-printen. Bij het kopen van materiaal is er geen schaalvoordeel, dus één item is $ X pond en duizend items zijn $ 1000s. De kosten gaan dus niet omlaag naarmate de productie toeneemt, waardoor dit proces inefficiënt is voor massaproducties. De materialen zijn ook veel duurder dan het kopen van alleen grondstof, waarbij de goedkoopste ongeveer $ 25 per pond is, variërend tot $ 250 voor sommige harsen.

Houd er echter rekening mee dat de toekomst van 3D-printen in de maakindustrie nog niet duidelijk is. Sommige bedrijven gebruiken het proces al om prototypes voor klanten te maken. Er is zelfs een bedrijf dat 3D-printen gebruikt om spuitgietmatrijzen te maken.

Wat vindt u van de toekomst van 3D-printen? Laat het ons weten in de comments hieronder.

Op zoek naar meer informatie over kunststoffen? Download onze gratis gids!