当稳定的塑料部件可以通过重复生产证明模具的合理性时，注塑成型变得有吸引力. 3D 打印通常适合不断变化的设计, 多种变体, 或需要困难模具加工的几何形状. 当材料, 制造路线, 和检查满足应用的要求.
项目从印刷切换到成型没有通用的数量. 需要特定生产树脂的零件可能需要以相对较小的数量进行成型. 需求不确定或频繁设计变更的零件可能仍是大量打印的候选对象.
有用的比较从三个问题开始: 该零件必须提供什么材料和性能, 当前设计需要多少可接受的零件, 在购买模具之前还缺少哪些证据?
在比较价格之前设定材料要求
“3D打印塑料”并不是完整的材料规格. 不同的印刷工艺使用不同的原料并产生不同的材料结构.
| 打印路线 | 物料进入流程 | 进行有用比较所需的详细信息 |
|---|---|---|
| 频分复用 / FFF | 热塑性长丝 | 精确的材料, 构建方向, 墙体施工, 填写适用的地方, 和支撑去除 |
| SLA | 液态光聚合物树脂 | 精密树脂, 清洗和后固化条件, 以及指定处理后的性能 |
| SLS / 米杰夫 | 聚合物粉末 | 精确的材料, 构建条件, 除粉, 表面处理, 和调理 |
用于注塑成型, 识别树脂等级, 加强, 添加剂, 以及任何所需的调节. 尼龙等通用材料系列并不能在两个报价之间建立等同关系.
同样的注意事项也适用于“类 ABS”印刷树脂. 它可以重现对原型有用的选定属性, 但描述并未表明其与注塑ABS材质相同. 形式实验室 3D打印材料选择指南 区分热塑性材料和固化光聚合物树脂，并解释为什么材料选择必须遵循应用所需的特性.
对于保持装载在温暖外壳中的夹子, 室温刚度只是要求的一部分. 持续负载下的保持力, 偏转后恢复, 暴露于热或化学品可能会决定该材料是否合适.
对于 FDM 卡扣配合, 记录构建方向并在更改壁厚之前检查是否通过沉积材料或沿层界面发生故障. 薄弱的印刷样品可能会揭示出印刷的局限性，而不是所提出的模制设计的弱点.
避免走相反的捷径, 也: 注塑成型并不会自动使每种设计变得更强. 闸门位置, 焊接线, 强化方向, 局部几何形状会影响成型零件. 比较成品组件在其预期负载和环境下的情况.
更便宜的制造路线只有在满足相同的验收要求后才有用.
使用接受的部件计算交叉
比较可立即使用的零件的成本. 原始印刷品和成品, 检验的模制件不是等效的报价单位.
包括所需的支撑或粉末去除, 适用时进行固化, 精加工, 检查, 以及在约定的成本范围内预计的生产损失. 将固定启动成本与随交付数量增加的成本分开.
考虑以下假设的引文. 这些数字说明了计算过程; 它们不是供应商价格或行业基准.
| 成本项目 | 33D打印 | 注塑 |
|---|---|---|
| 固定设置和商定的启动成本 | $300 | $6,000 |
| 每个接受零件的可变成本 | $15 | $3 |
对于这个例子, 成型启动成本包括模具和商定的初始批准工作. 两条路线满足相同的功能和完成要求. 设计保持不变, 并且所报的单位成本在比较的数量中保持不变. 运费和税费均不包括在内.
如果 氮 是接受的零件数量:
总印刷成本= $300 + $15 × N
总成型成本= $6,000 + $3 × N
成本相等时:
N= ($6,000 - $300) ÷ ($15 - $3) = 475 接受的零件
| 接受数量 | 总印刷成本 | 总成型成本 |
|---|---|---|
| 200 | $3,300 | $6,600 |
| 475 | $7,425 | $7,425 |
| 1,000 | $15,300 | $9,000 |
475 部分交叉属于这些假设; 不是一般的购买模具的门槛.
不同的模具价格, 印刷工艺, 腔数, 完成要求, 或产量改变结果. 数量折扣和重复设置费用也会使成本关系不同于这些直线.
计算还有另一个限制: 如果成型同时具有较高的固定成本和相同或更高的可变成本, 仅增加数量不会在这些报价下产生成本交叉.
计算下一次修订之前可以使用的部件
计算中的数量应反映工具可生产的设计的可信需求.
假设一个团队预测 1,000 剪辑但计划仅发布 200 在评估修改后的钩子之前. 使用全部 1,000 用于证明当前模具合理性的零件假设后续设计将与该工具保持兼容. 该假设需要审查.
更改可能需要可更换的插入件, 局部模具修改, 或更广泛的重建. 对于可能需要调整的功能, 在切割模具之前就钢材安全方法或可更换工具是否合适达成一致. 去除金属通常会为更多塑料创造空间: 它可以放大外部特征或缩小由芯销形成的孔. 调整的方向和幅度必须逐个特征达成一致. 更改可能还需要另一个样品批准.
打印并不意味着可以免费修改. 新版本可能需要构建准备, 支持改变, 尺寸检查, 和重复的功能测试. 它通常避免更换专用的生产型腔, 但修改部分仍需审批.
当重复订单使用相同的经批准的设计时，可以支持模具投资. 反过来, 跨多个不兼容变体的预测不应被视为一个共同的生产数量.
如果已经存在合适的模具, 比较剩余费用. 将其全部历史购买价格计入新的生产决策可能会产生误导性结果.
印刷卡扣无法验证模制夹子
考虑使用带有安装孔的固定夹, 灵活的手臂, 和一个钩子. 这是一个具有代表性的设计示例, 不是已报告的客户项目.
检查安装孔, 灵活的手臂, 和固定钩作为单独的功能特征.
安装孔有助于确定零件是否适合其装配以及是否可以安装紧固件. 打印的样本可以揭示访问问题或不正确的安装位置. 其测量尺寸仍应记录; 由于样本打印尺寸过大而适合的装配不能验证标称 CAD 几何形状.
柔性臂提出了一个不同的问题. 成功的首次组装不会在持续负载下建立重复的卡扣性能或保持力. 测试插入力, 保持力, 恢复, 以及与应用相关的重复操作. 包括影响性能的预期温度和材料条件.
固定钩必须在装配和脱模过程中起作用. 构建方向或可拆卸打印支撑可能允许需要不同分型布置的功能, 一个开口, 几何变化, 或注塑成型中的模具机构. 这 底切释放指南 解释如何审查该发布路径.
订购工具之前, 审查草案, 墙壁过渡, 登机口位置, 以及负载臂周围的潜在焊缝位置. 成型中, 流动前沿可以围绕芯销分裂并在负载特征附近再次相遇. 打印的样品无法再现该流动模式. 对于关键剪辑, 在需要评估填充模式时使用流动模拟, 然后在相关负载下测试模制样品. 较晚引入成型要求可能会改变打印样品似乎要验证的几何形状.
有用的原型记录说明了测试的内容, 使用了哪些材料和构建条件, 以及发生了什么. 它还确定了预期模制树脂和生产过程中尚未证实的内容.
比较成品交付, 不是机器时间
打印构建时间和注塑周期时间仅描述了部分交付路线.
打印批次可能需要构建准备, 冷却, 去除支撑或粉末, 洗涤, 养护, 精加工, 和检查. 应用哪些步骤取决于打印过程. 构建方向和适合构建的零件数量可能会改变交付时间和单位成本.
第一个成型批次包括模具工作: 设计评审, 模具制造, 采样, 需要时进行更正, 和批准. 后面的批次可以遵循更短的路线, 但安排, 材料准备, 生产设置, 和检查仍然很重要.
比较每条路线可以交付所需数量的已接受零件的日期. 快速的第一个样品和快速的重复生产订单是不同的采购需求.
完成要求也需要一个通用的定义. 说明哪些表面是装饰性的, 与另一个组件接触, 并且需要特定的纹理或外观. 印刷层高不是尺寸公差, 单独的模具光洁度等级并不能保证最终的塑料外观. 这 注塑表面光洁度指南 涵盖了模具光洁度之间的关系, 树脂, 和模压外观.
还有一条混合路线: 聚合物 3D 打印模具嵌件可用于选定的短期注塑成型试验. 零件采用注塑成型, 但刀片寿命取决于打印的刀具材料, 腔体几何形状, 注射树脂, 和成型条件. 根据已证明的刀片耐用性和所需的尺寸稳定性而不是通用零件数限制来设置试用数量.
形式实验室 印刷注塑模具指导 还注意到与金属模具相比，聚合物模具的传热速度较慢. 这些试验可以提供有用的证据, 但它们的冷却条件和结果不应自动被视为代表最终生产模具.
使用原型结果来规划生产批准
向成型的过渡应继承印刷的有用证据并弥补其留下的空白.
保留批准的几何修改, 样机测试结果, 以及验收要求. 对于剪辑示例, 这意味着保留安装检查，同时对所选模制树脂制成的零件重复相关的负载和卡扣测试.
评估实际模制样品的所需尺寸, 外貌, 和功能. 当工具有多个型腔时, 定义如何处理型腔识别和采样. 成功的原型或令人满意的首次拍摄本身并不能建立重复生产能力.
这 首件检验指南 解释如何连接绘图修订, 测量特征, 及审批记录. 当尺寸报告无法证明所需的行为时，功能测试仍然是计划的一部分.
合格的打印部件可能仍然是生产解决方案. 转向成型应遵循材料要求, 可信需求, 和成本比较——并不是假设每个印刷产品最终都必须模制.
如果您正在决定是否投资模具, 分享您的 CAD 模型, 绘画, 预期树脂, 预期数量, 可能的设计变更, 以及通过我们的打印样本测试结果 注塑模具审查. 识别材质, 成本, 或仍然影响决策的验证问题. 这为模具设计和报价之前的模具审查提供了清晰的概要.
