Spritzguss vs. 3D-Druck:Alles, was Sie wissen müssen

Unternehmen haben heute mehr Möglichkeiten denn je, Teile aus nahezu allen Materialien herzustellen. Und wenn es um die Herstellung von Teilen aus Kunststoff geht, entscheiden sich die meisten entweder für Spritzguss oder 3D-Druck.

Während die 3D-Druckoption aufgrund ihrer Verfügbarkeit auch für Verbraucher auf Verbraucherebene im Allgemeinen bekannter ist, ist der Spritzgussmarkt heute viel größer. Es ist fast 260 Milliarden Dollar wert und stellt die Marktgröße des 3D-Drucks, der im Jahr 2020 nur 16 Millionen beträgt, in den Schatten.

Aber in Wirklichkeit sind diese beiden Verfahren nicht unbedingt Konkurrenten, da beide ihre eigenen wertvollen Nischen füllen und in bestimmten Situationen einzigartige Vorteile haben. Obwohl beide manchmal ähnliche Ergebnisse erzielen können, ist der Prozess, den sie für die Herstellung verwenden, ziemlich unterschiedlich.

Damit Sie besser verstehen, wie beide funktionieren, ihre häufigsten Anwendungen sowie die Vor- und Nachteile, die sie bieten, lassen Sie uns tief in alles eintauchen, was Sie über Spritzguss im Vergleich zum 3D-Druck wissen müssen.

Die Grundprinzipien

Bevor wir damit beginnen können, die Unterschiede zwischen Spritzguss und 3D-Druck aufzuschlüsseln, müssen wir zunächst die Grundprinzipien hinter jedem dieser Prozesse verstehen.

Da sich beide hauptsächlich mit Plastik befassen, überrascht es nicht, dass es auch einige Gemeinsamkeiten gibt.

Zum Beispiel sind beide sehr genau und können selbst komplizierte Designs annehmen und makellose Teile produzieren. Das bedeutet, dass sie in Branchen wie Luft- und Raumfahrt und Medizin eingesetzt werden können, wo selbst der kleinste Fehler nicht erlaubt ist.

Darüber hinaus eignen sich beide hervorragend, wenn Sie verschiedene Prototypen von Teilen zu geringeren Kosten herstellen und testen müssen, was unerlässlich ist, wenn Sie Ihre Produkte verfeinern oder ihre Fähigkeiten testen.

Am Ende können beide ein ähnliches Ergebnis liefern und sogar überlappende Funktionen haben. Dennoch werden Sie die größten Unterschiede auf dem Weg finden, auf dem sie dorthin gelangen.

Lassen Sie uns also die Grundprinzipien von beiden untersuchen.

Spritzguss

Wie der Name schon vermuten lässt, werden beim Spritzgießen Formen verwendet, um komplexe Formen aus Kunststoffmaterialien herzustellen.

Die notwendigen Kunststoffmaterialien werden in einem Fass gemischt, wo sie in flüssige Form geschmolzen werden. Dann werden sie in die Form gespritzt, wobei der Druck sie dazu zwingt, die exakte Form der Form bis ins kleinste Detail anzunehmen.

Danach lässt man das Material durch Absenken der Temperatur erstarren und beginnt mit der Produktion des nächsten Teils. Der Prozess nimmt sehr wenig Zeit in Anspruch, sodass viele Teile schnell hergestellt werden können.

Aber bevor der Prozess beginnen kann, müssen Sie die Spritzgussform selbst entwerfen und erstellen, was eigentlich der schwierigste Teil des gesamten Prozesses ist.

Je nachdem, wie komplex das Teil ist, das Sie erstellen möchten, kann die Konstruktion einer Spritzgussform, die die Anforderungen erfüllt, Wochen oder sogar Monate dauern. Daher sollten Sie mit einem erfahrenen Unternehmen zusammenarbeiten, das über ein ausgefeiltes Spritzgussverfahren verfügt und die benötigte Zeit reduzieren kann.

Es gibt auch Überlegungen, die Sie in Bezug auf harte Werkzeuge im Vergleich zu weichen Werkzeugen für den Spritzguss anstellen müssen, wobei weiche Werkzeuge besser für kleine Produktionsläufe und harte Werkzeuge besser für die Massenproduktion geeignet sind.

3D-Druck

Während sich der Spritzgussprozess darauf konzentriert, Kunststoff zu formen, bis er den Abmessungen und Anforderungen des Teils entspricht, verfolgt der 3D-Druck einen völlig anderen Ansatz, indem Objekte Schicht für Schicht aufgebaut werden, bis sie die erforderliche Form annehmen.

Das Kunststoffmaterial wird auf die vorherige Schicht aufgetragen und dann sofort gebunden, wodurch die strukturelle Integrität und die Fähigkeit, verschiedenen äußeren Belastungen standzuhalten, gewährleistet werden.

Aufgrund der Funktionsweise des 3D-Drucks können selbst die komplexesten Formen hergestellt werden, einschließlich Innenlöchern, Spalten oder ungewöhnlichen Formen, solange sie die Integrität des Teils nicht beeinträchtigen.

Zu den Branchen, die 3D-Druck verwenden, gehören Sport, Luft- und Raumfahrt, Automobil und sogar die Rekonstruktion alter Artefakte.

Genau wie beim Spritzgussverfahren gibt es Schritte, die durchgeführt werden müssen, bevor der Prozess beginnen kann. Sie müssen nämlich das Teil über eine CAD-Software entwerfen und die Maschine für den spezifischen Druckauftrag vorbereiten. Aber mit 3D ist der Prozess in der Regel kürzer und ermöglicht das relativ schnelle Testen verschiedener Optionen.

Vor- und Nachteile

Wir haben also inzwischen festgestellt, dass beide Prozesse ziemlich ähnlich sind, aber auch grundlegende Unterschiede in der Funktionsweise aufweisen. Also, welches ist besser?

Schauen wir uns einige der wichtigsten Vor- und Nachteile beider an, um das herauszufinden.

Vor- und Nachteile des Spritzgießens

Vorteile

• Effizienz. Mit dem Spritzgussverfahren können Sie in relativ kurzer Zeit große Mengen an Teilen herstellen, insbesondere wenn Sie bereits über ein Werkzeugdesign verfügen, mit dem Sie arbeiten können.
• Großproduktion. Da der Spritzgussprozess so schnell ist, können Sie realistischerweise Millionen von Teilen schnell und zu erschwinglichen Kosten produzieren, vorausgesetzt, Ihr Dienstleister verfügt über eine ausreichende Ausrüstung.
• Haltbarkeit. Die im Spritzgussverfahren hergestellten Teile weisen eine starke strukturelle Integrität auf und können durch die Kombination verschiedener Kunststoffe oder durch Zugabe von Füllstoffen in das flüssige Harz zusätzlich verstärkt werden.
• Kosteneffizienz. Sobald das Formdesign verfeinert ist, sind die Kosten für jedes Teil sehr niedrig, weshalb viele Unternehmen es für die Massenproduktion verwenden.
• Überlegene Details. Obwohl das Verfahren erschwinglich ist, bleibt das Spritzgießen eine der genauesten Produktionsmethoden, die es ermöglicht, komplexe Teile herzustellen und sicherzustellen, dass jedes Mal enge Toleranzen eingehalten werden.
• Minimaler Abfall. Aufgrund des einzigartigen Spritzgussverfahrens bleibt wenig oder kein Kunststoff ungenutzt, was bedeutet, dass es fast keine Materialverschwendung gibt, was die Effektivität des Verfahrens weiter verbessert.

Nachteile

• Einschränkungen. Obwohl das Spritzgussverfahren sehr vielseitig ist, hat es seine Grenzen. Bestimmte Aspekte sind schwieriger korrekt auszuführen, und die Komplexität Ihres Projekts hängt weitgehend davon ab, wie erfahren, fähig und sachkundig das Unternehmen ist, mit dem Sie zusammenarbeiten.
• Komplizierte Formenerstellung. Bevor Sie mit der Produktion beginnen können, müssen Sie die Form entwerfen und erstellen, die im Grunde eine Umkehrung Ihres Teils ist. Dieser Prozess ist nicht einfach, und Sie könnten auf dem Weg auf verschiedene Schluckaufe stoßen, also seien Sie darauf vorbereitet, Wochen oder Monate zu verbringen, bevor Sie damit beginnen können. Und wenn eine Form falsch wird, müssen Sie sie ersetzen, was noch mehr Zeit und Ressourcen verschlingt.
• Höhere Vorlaufkosten. Sie werden wahrscheinlich keine billigere Produktionsmethode als das Spritzgießen finden, sobald der Prozess beginnt, aber die anfänglichen Kosten für die Konstruktion der Form können sich schnell summieren. Daher ist es für die Kleinserienfertigung nicht immer sinnvoll, obwohl es auch für das Prototyping erfolgreich eingesetzt wurde.

Vor- und Nachteile des 3D-Drucks

Vorteile

• Einfache Anpassungen. Da Sie für die Herstellung von Teilen mit 3D-Druck keine Form benötigen, ist es einfach, Anpassungen am digitalen Design des Teils vorzunehmen. Wenn etwas nicht so funktioniert, wie Sie es möchten, probieren Sie einfach einen anderen Ansatz aus, und Sie können die Ergebnisse fast sofort sehen.
• Niedrige Vorlaufkosten. Im Gegensatz zum Spritzguss erfordert der 3D-Druck keine nennenswerten Vorabinvestitionen, da alles bis zur eigentlichen Produktion digital auf speziellen Softwareplattformen erfolgt.
• Komplexe Designs. Aufgrund der Schicht-auf-Schicht-Methode des 3D-Drucks können komplizierte Formen, einschließlich Spalten und Löcher, hergestellt werden, was in einigen Fällen von Vorteil ist.

Nachteile

• Kleine Teilegröße. Einer der größten Nachteile bei der Verwendung von Spritzgusssoftware ist die relativ kleinere Größe der Teile, die Sie erstellen können. Der Schichtungsprozess hat seine Grenzen in Bezug auf die Skalierung, die schwer zu überwinden sein werden. Sicher, der größte 3D-Drucker der Welt hat kürzlich ein Boot gedruckt, aber normalerweise werden Sie sich kleinere Dimensionen ansehen.
• Unvollkommenheiten. Während das Schichtverfahren in mancher Hinsicht effektiv ist, neigt es auch dazu, Unvollkommenheiten während des Herstellungsprozesses zu erzeugen. Das gilt vor allem für die Oberfläche, die oft wellig und etwas uneben sein kann.
• Langsame Produktion. Schließlich ist der 3D-Druck, egal wie man es betrachtet, einfach nicht so effizient wie das, was das Spritzgussverfahren bieten kann. Wie Sie sich vorstellen können, dauert das Schichten der Kunststoffmaterialien einige Zeit, um auch nur ein einzelnes Teil herzustellen, ganz zu schweigen von dem Versuch, Hunderte, Tausende oder Millionen herzustellen.

So wählen Sie die richtige Option aus

Obwohl beide Ansätze ihre Nachteile haben, hat jeder auch einzigartige Stärken, die sie ideal für bestimmte Situationen geeignet machen.

Wenn Sie große Produktionsserien zu einem erschwinglichen Preis herstellen müssen, können Sie mit dem Spritzgießen nichts falsch machen. In der Zwischenzeit bietet Ihnen der 3D-Druck mehr Flexibilität und die Möglichkeit, Ihre Designs schnell zu optimieren.

Wenn Sie nicht viel Zeit haben und jetzt Teile benötigen, ist der 3D-Druck besser geeignet. Aber wenn Sie irgendwann skalieren müssen, ist es viel sinnvoller, sich für das Spritzgussverfahren zu entscheiden, da der anfängliche Zeitaufwand in den späteren Produktionsphasen wieder wettgemacht wird.

Da es so viele entscheidende Faktoren gibt, die Ihre Entscheidung beeinflussen können, ist es sinnvoll, mit einem erfahrenen Unternehmen zu sprechen, das beide Dienstleistungen anbietet und Ihnen helfen kann, den besten Ansatz für Ihre Bedürfnisse zu finden.

Bei 3ERP haben wir ein Team von Spezialisten, die alle Ihre Fragen beantworten und die kostengünstigste Vorgehensweise anbieten können, die unsere Anforderungen erfüllt.

Schließlich ist dies eine große Entscheidung, daher ist es sinnvoll, sich Zeit zu nehmen und Ihre Optionen sorgfältig zu prüfen.