Sự khác biệt giữa in 3D và ép phun là gì?
In 3D và ép phun đều là các kỹ thuật được áp dụng phổ biến trong sản xuất các bộ phận và linh kiện bằng nhựa. Nhưng mỗi quy trình sản xuất đều có những ưu điểm riêng và có thể được sử dụng cùng nhau như các phương pháp sản xuất bổ sung.
Công nghệ in 3D là một quy trình sản xuất bồi đắp (additive manufacturing) tạo ra các vật thể bằng cách tạo thành các lớp vật liệu liên kết với nhau, trong khi đó ép phun nhựa sử dụng khuôn chứa đầy vật liệu nóng chảy được làm mát và cứng lại để sản xuất các bộ phận và linh kiện.
Ép phun và in 3D đều có thể được sử dụng để tạo nguyên mẫu, nhưng có một số điểm khác biệt chính giữa các quy trình.
Xem thêm bài viết liên quan:
- Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của khuôn ép nhựa
- Nên chọn công nghệ gia công CNC hay công nghệ in 3D trong sản xuất nguyên mẫu
Sự khác biệt chính giữa in 3D và ép phun nhựa
- Ép phun tốt hơn cho sản xuất khối lượng lớn với sự lãng phí vật liệu tối thiểu.
- In 3D là một quy trình sản xuất mất nhiều thời gian hơn để cho ra một sản phẩm, nhưng quá trình thiết lập lại nhanh hơn và cho phép thay đổi thiết kế thường xuyên cũng như tốt hơn cho các thiết kế phức tạp.
In 3D
In 3D (còn được gọi là sản xuất bồi đắp – additive manufacturing) cung cấp thời gian xoay vòng nhanh trong 1-2 tuần, lý tưởng cho việc tạo mẫu nhanh và cho các thiết kế có sự thay đổi thường xuyên. Quá trình này cũng có thể dùng sản xuất các bộ phận và linh kiện bằng nhựa tương đối nhỏ cũng như lý tưởng cho các thiết kế phức tạp. Tuy nhiên, nó phù hợp nhất để in các bộ phận có số lượng sản xuất thấp từ 100 đơn vị sản phẩm trở xuống, vì nó có thể tốn kém về thời gian và tiền bạc cho những lần chạy với số lượng lớn hơn.
Ưu điểm
- In 3D có chi phí đầu vào thấp. Máy in 3D để bàn và nguồn cung cấp vật liệu rẻ hơn so với thiết bị ép phun. Sự phổ biến của phần mềm và phần cứng cũng có thể cung cấp hỗ trợ liên tục với chi phí thấp hoặc miễn phí.
- Dễ dàng thay đổi thiết kế. Vì là quy trình bồi đắp (additive process), in 3D cho phép thực hiện các thay đổi thiết kế ngay cả trong quá trình sản xuất, tiết kiệm thời gian và tiền bạc cho việc chạy các bộ phận có thể có sai sót. Khả năng tạm dừng giữa quá trình và thực hiện thay đổi thiết kế có nghĩa là bạn không cần phải bắt đầu toàn bộ quá trình sản xuất ngay từ đầu. In 3D cũng tốt cho các nguyên mẫu nhanh vì cần ít thiết lập trước khi sản xuất.
- Đáp ứng tốt cho các thiết kế phức tạp. Bởi vì nó tạo ra các đối tượng theo từng lớp, nên in 3D hoàn hảo để tạo ra các bộ phận có thiết kế phức tạp.
Nhược điểm
- Mặc dù thiết lập tương đối nhanh, nhưng in 3D là một phương pháp sản xuất chậm. Công nghệ hiện nay chưa cho phép quy trình in 3D sản xuất một chi tiết chỉ trong vài giây, đồng thời hầu hết các máy in 3D chỉ có khả năng chế tạo một hoặc hai sản phẩm cùng một lúc.
- In 3D không thể tạo ra các mặt hàng quá lớn vì quy trình bị giới hạn bởi kích thước của khu vực in. Thiết kế sẽ càng trở nên không ổn định nếu các đối tượng bị treo ra khỏi mép của khu vực in, vì vậy mặc dù có thể in 3D quy mô lớn nhưng đây không phải là cách sử dụng tốt nhất cho quy trình này.
- Bề mặt hoàn thiện kém. Bề mặt hoàn thiện của các chi tiết được in 3D thường chỉ là bề mặt thô do các lớp được xây dựng bồi đắp kết dính với nhau, cho dù chi tiết đó có được in tinh xảo đến đâu. Do đó, cần phải làm mịn bề mặt sau quá trình in kết thúc nếu bạn cần một lớp hoàn thiện bề mặt tốt hơn.
Ép phun
Ép phun có thời gian xoay vòng dài để chuẩn bị cho việc tạo ra các sản phẩm (5-7 tuần ngay cả đối với các sản phẩm đơn giản), điều đó có nghĩa là nó không phù hợp với những thay đổi thiết kế thường xuyên. Tuy nhiên, bất chấp thời gian xoay vòng dài, quy trình này lý tưởng để sản xuất các bộ phận với số lượng lớn (hơn 1000 đơn vị sản phẩm mỗi lần chạy). Công cụ khuôn cũng phù hợp để sản xuất các chi tiết lớn hoặc nhỏ ở bất kỳ độ phức tạp nào.
Ưu điểm
- Có khả năng sản xuất hàng loạt các sản phẩm với số lượng lớn. Ép phun nhựa có thể sử dụng số lượng lớn khuôn cùng một lúc, có nghĩa là sẽ tiết kiệm chi phí hơn khi sản xuất một số lượng lớn sản phẩm.
- Độ bền cao của sản phẩm. Các đối tượng được sản xuất bằng phương pháp ép phun có sự liên kết trong một lớp vật liệu duy nhất, loại bỏ mọi vết nứt hoặc các điểm yếu khác.
- Ít lãng phí vật liệu. Bởi vì ép phun liên quan đến việc đổ vật liệu vào khuôn nên nó sử dụng chính xác lượng vật liệu cần thiết cho thiết kế. Điều đó có nghĩa là phương pháp sản xuất này lý tưởng cho các đối tượng sản xuất hàng loạt với chi phí hiệu quả.
Nhược điểm
- Khả năng thiết kế hạn chế. Việc sử dụng khuôn có nghĩa là có những hạn chế về thiết kế đối với phương pháp sản xuất này. Những thiết kế phức tạp có thể gây khó khăn trong việc tháo khuôn. Nhiều chi tiết cũng quá phức tạp để có thể sản xuất bằng phương pháp này.
- Khó sửa lỗi hoặc thay đổi thiết kế. Do thời gian thiết lập lâu dài liên quan đến ép phun nên rất khó và tốn kém để khắc phục bất kỳ lỗi nào trong thiết kế. Khuôn cần phải được làm lại hoàn toàn để thay đổi thiết kế hoặc khắc phục sự cố, trong khi bất kỳ sản phẩm nào có sai sót đều phải được loại bỏ.
- Chi phí đầu tư đắt đỏ. Máy ép phun đắt tiền, thường có giá rất cao. Ngoài ra, không chỉ có chi phí cho máy ép phun, còn có các chi phí khác liên quan gồm chi phí chế tạo khuôn mẫu, vật liệu và nguyên mẫu thiết kế.
Các ứng dụng phù hợp với in 3D và ép phun
In 3D phù hợp nhất với:
- Sản xuất hàng loạt nhỏ, bao gồm tạo mẫu.
- Thiết kế phức tạp với khoảng trống hoặc lỗ ở giữa.
- Thay đổi thiết kế, ngay cả trong quá trình sản xuất.
Ép phun phù hợp nhất với:
- Sản xuất hàng loạt lớn vì bạn có thể tạo đồng thời nhiều đối tượng giống hệt nhau.
- Những thiết kế đơn giản, bề mặt liên tục, ít chi tiết.
- Sản phẩm yêu cầu độ bền và bề mặt có chất lượng hoàn thiện cao.
In 3D sẽ thay thế ép phun?
In 3D và ép phun thường được coi là các công nghệ cạnh tranh, nhưng mỗi công nghệ đều có những lợi ích và mục đích sử dụng phù hợp riêng.
Trong khi in 3D đã được sử dụng rộng rãi hơn trong những năm gần đây, ép phun vẫn được sử dụng để sản xuất phần lớn các bộ phận bằng nhựa cho ngành công nghiệp. Điều này là do việc dễ dàng kiểm soát chi phí và chất lượng đồng thời cho phép sản xuất hàng loạt với quy trình ép phun.
Tuy nhiên, do chi phí và tính chất tốn thời gian của thiết kế khuôn ép phun, in 3D thường được coi là một quy trình tạo mẫu tốt hơn. Ngành y tế chỉ là một lĩnh vực mà công nghệ in 3D đã được sử dụng để sản xuất các mặt hàng tùy chỉnh như van tim nhân tạo, sản phẩm nha khoa hoặc chân tay giả.
Thay vì xem in 3D như một sự thay thế tiềm năng cho ép phun, hai công nghệ này nên được coi là các quy trình bổ sung có thể được sử dụng cùng nhau tùy theo yêu cầu thực tế. Bằng cách sử dụng các quy trình cùng nhau, có thể rút ngắn chu kỳ tiền sản xuất trước khi chuyển sang sản xuất hàng loạt lớn.
Kết luận
Cả hai quy trình trên đều có những lợi ích và hạn chế riêng và vì vậy chúng nên được coi là công nghệ bổ sung hơn là cạnh tranh. In 3D tốt hơn cho các sản phẩm có thiết kế phức tạp, lô sản xuất nhỏ có thể yêu cầu thay đổi hoặc tùy chỉnh thiết kế thường xuyên. Mặt khác, ép phun tốt hơn cho việc sản xuất khối lượng lớn các sản phẩm ít phức tạp hơn đã hoàn thành giai đoạn thiết kế.
Tinh Hà có thể hỗ trợ bạn về quá trình thiết kế, kiểm tra sản phẩm trong các quy trình ép phun và in 3D. Chúng tôi cung cấp dịch vụ quét laser 3D cho phép thiết kế ngược sản phẩm và đo kiểm kích thước, biên dạng sản phẩm. Trong quá trình thiết kế sản phẩm cũng như thiết kế khuôn, các bạn hoàn toàn có thể liên hệ với chúng tôi để được tư vấn về dịch vụ scan 3D cũng như máy đo quét laser 3D FARO phục vụ cho quá trình thiết kế của các bạn.
Bạn có thể liên hệ ngay với công ty Tinh Hà chúng tôi qua thông tin liên hệ có trên website tinhha.com.vn này!
