Przechodząc od projektu do tworzenia części, musisz zdecydować, jak wyprodukować daną część. W najlepszym przypadku rozważono to podczas procesu projektowania, a projekt został zoptymalizowany dla jednego z procesów. Pamiętaj, że w trakcie cyklu życia produktu, właściwy wybór może ulec zmianie. Dwie popularne metody to obróbka CNC i formowanie wtryskowe. Przy wyborze pomiędzy nimi, każda z nich ma swoje zalety i wady.
W tym blogu, będziemy omawiać czynniki, które wpływają na decyzję o użyciu wtrysku tworzyw sztucznych lub precyzyjnej obróbki tworzyw sztucznych.
Obróbka CNC zazwyczaj zaczyna się od kawałka wymaganego materiału i usuwa warstwę materiału dokładnie jeden na raz. Proces ten pozwala na zastosowanie wielu różnych materiałów prawie bez żadnych ograniczeń. Ponadto, ponieważ jest sterowany przez komputer, można osiągnąć bardzo precyzyjne tolerancje.
Jak sama nazwa wskazuje, proces ten polega na wstrzykiwaniu materiału do formy. Odbywa się to poprzez stopienie surowca i wciśnięcie go do formy pod wysokim ciśnieniem. Część jest następnie pozwalana do ostygnięcia w formie, a następnie wyrzucana z formy. Powtórz ten proces w następnej sekcji.
Aby porównać i skontrastować formowanie wtryskowe i obróbkę CNC, musimy najpierw zrozumieć zalety i wady formowania wtryskowego. Poniżej znajduje się szczegółowe wprowadzenie do zalet i wad obróbki CNC i formowania wtryskowego, aby pomóc Ci dokonać najlepszego wyboru dla następnego prototypu lub produkcji części.
Przy produkcji dużej liczby prawie identycznych części, większość producentów wybiera formowanie wtryskowe. Proces ten obsługuje wszystko, od zabawek do części silników samochodowych - wszystko, co musi być masowo produkowane z tworzyw sztucznych, które można formować.
Formowanie wtryskowe oferuje różnorodność materiałów, a kolejne materiały są tworzone regularnie, aby sprostać zapotrzebowaniu na wysokowydajne części z tworzyw sztucznych. Chociaż obróbka CNC nie może pomieścić bardziej miękkich części, które wymagają materiałów TPE lub gumy, formowanie wtryskowe może.
Gdy partia jest duża, cena pojedynczego elementu formowania wtryskowego jest niższa. Koszty związane z wytwarzaniem rzeczywistych form do formowania wtryskowego podnoszą koszty rozruchu. Niektóre materiały, takie jak tworzywa sztuczne wzmocnione włóknem szklanym, wymagają form wykonanych z hartowanej stali narzędziowej, aby poradzić sobie ze zwiększonym ciśnieniem.
Inną wadą formowania wtryskowego są koszty związane z wymianą części, co zwykle wymaga produkcji nowych narzędzi lub form. Ponadto, forma składa się z dwóch połówek, które muszą być złożone razem do wtrysku, co prowadzi do potencjalnych wad powierzchni. System wtryskowy wprowadza do materiału pęcherzyki powietrza, powodując dalsze wady.
Istnieje wiele powodów, dla których warto stosować formowanie wtryskowe, zwłaszcza w masowej produkcji części. W zależności od zastosowania produktu, specyfikacji materiału i wymaganej ilości, obróbka CNC może stanowić lepsze rozwiązanie dla zakupu wysokiej jakości części z tworzyw sztucznych.
Ogólnie rzecz biorąc, może to być postrzegane jako kompromis pomiędzy wieloma różnymi cechami: prędkością, objętością, materiałem, tolerancją/wykończeniem powierzchni i projektem. Każdy z nich może być bramą produkcyjną przy użyciu jednego procesu i innego, a nawet może wymagać zmiany części do produkcji.
To jest najprostsze. Dla małej liczby części, obróbka CNC jest najszybsza. Jeśli potrzebujesz 10 części w ciągu 2 tygodni, obróbka CNC może być jedynym rozwiązaniem. Jeśli potrzebujesz 50.000 części w 4 miesiące, najlepszym wyborem jest formowanie wtryskowe. Formowanie wtryskowe wymaga czasu na wykonanie formy i zapewnienie, że części mieszczą się w tolerancji. To może trwać od kilku tygodni do kilku miesięcy. Po tym jest zrobione, tworzenie części z formy jest bardzo szybki proces. Wstępna inwestycja w formowanie wtryskowe przyniesie znaczne zyski.
Zauważmy, że nie ma to nic wspólnego z czasem. Zamiast tego, głównym celem jest cena każdej części. Który z nich jest tańszy zależy od ilości. Jeśli potrzebujesz setek części, CNC będzie tańsze. Mimo, że otrzymujesz pewne korzyści ilościowe z ceny, zazwyczaj zobaczysz od kilku do stu sztuk. W większych ilościach, nie uzyskasz żadnych dodatkowych korzyści z objętości. Jest to alokacja kosztów konfiguracji w oparciu o liczbę produkowanych części.
Rzeczywisty koszt każdej części części formowanych wtryskowo jest znacznie tańszy niż części obrabianych maszynowo. Niestety, dla formowania wtryskowego, tworzenie formy może być znacznym kosztem z góry. Stosunek ten jest rozłożony na liczbę produkowanych części, aby określić koszt każdej części. Dla pewnej ilości, nawet jeśli początkowy koszt formy jest wysoki, części wtryskowe są tańsze niż części obrabiane maszynowo. Gdy produkuje się więcej części, różnica w kosztach staje się większa. To przejście może wystąpić od 100 części do około 5000 części.
Obróbka CNC zapewnia większy wybór materiałów, które mogą być użyte do produkcji części. Jeśli wymagane są wysokowydajne tworzywa sztuczne lub specyficzne tworzywa sztuczne, może to być bardzo ważny czynnik decydujący. Ogólnie rzecz biorąc, twardsze tworzywa sztuczne są łatwiejsze w obróbce niż bardziej miękkie materiały.
W przypadku części formowanych wtryskowo, wybór materiału może być bardziej ograniczony. Coraz więcej wysokowydajnych materiałów jest branych pod uwagę przy formowaniu wtryskowym. Solvay jest jedną z firm oferujących różnorodne tworzywa sztuczne nadające się do formowania. Niektóre materiały nie mogą być przetwarzane, ale można je kształtować. Guma i inne elastyczne materiały należą do tej kategorii.
Przewaga jest po raz kolejny odzwierciedlona w obróbce CNC. Dla większości materiałów, ciaśniejsze tolerancje mogą być utrzymane i lepsze wykończenie powierzchni może być uzyskane. Jedną z zalet formowania wtryskowego jest powtarzalność pomiędzy partiami. Forma może wytrzymać miliony części przy minimalnym zużyciu. Pozwala to na to, aby części były prawie takie same z jednej partii do drugiej. W przypadku obróbki CNC, każda część jest umieszczana na maszynie w celu jej wytworzenia, co powoduje większą zmienność.
Jeśli projekt Twoich niestandardowych części plastikowych zmieni się w najbliższej przyszłości, inwestowanie w drogie formy jest ekonomicznie nieefektywne. Jeśli planujesz zmienić swój projekt, najlepiej jest obrabiać części. Nie tylko można uniknąć wydawania tysięcy dolarów na formy, które nie są już w użyciu; skorzystasz z możliwości zmiany projektu w dowolnym momencie. Jak wszyscy wiemy, obróbka tworzyw sztucznych jest bardziej elastycznym procesem produkcyjnym.
Warto zauważyć, że w niektórych przypadkach, te dwa procesy mogą być stosowane w serii. Jeśli aplikacja część zawiera składnik zapasów, składnik musi również zapewnić dodatkowe lub alternatywne funkcje (takie jak uaktualnione opcja samochód może być przypadku), technika minimalizacji kosztów formy jest przetwarzanie formy wzorcowej i produkować jak najwięcej podstawy, jak to możliwe Części są następnie przerobione w celu włączenia dodatkowych funkcji. Przerabianie istniejących form jest bardziej opłacalne niż tworzenie nowych form, a wkładki formierskie mogą być łatwo wykorzystane do modyfikacji projektu części w razie potrzeby.
Jak widać, decyzja pomiędzy obróbką skrawaniem a formowaniem wtryskowym nie jest łatwa. Jeśli potrzebujesz pewnych korzyści w zakresie tolerancji, ceny i cech konstrukcyjnych, może trzeba rozważyć dwuetapową operację, gdzie główną cechą części jest formowanie wtryskowe, i zakończyć wtórną opcję obróbki do wykonania ostatniego kroku. Jest to powszechna technika, która łączy zalety dwóch procesów.
