Termoformowanie tworzyw sztucznych kontra formowanie wtryskowe

Termoformowanie tworzyw sztucznych i wtryskiwanie mają szerokie zastosowanie w różnych branżach. Każdy proces ma odrębne cechy, które są korzystne dla konkretnych zastosowań. Jednak w miarę postępu technologii produkcji możliwości obu procesów nakładają się, co wymaga dokładniejszej oceny korzyści i kosztów związanych z każdym z nich.

Spis treści
Rynek termoformowania i formowania wtryskowego
Kompleksowe zrozumienie obu procesów
Porównanie termoformowania i formowania wtryskowego

Rynek termoformowania i formowania wtryskowego

Wartość światowego rynku termoformowania wynosiła USD 13.45 miliardów w 2021 r. i oczekuje się, że będzie rosła w tempie CAGR wynoszącym 4.9%. Rosnący popyt na termoformowanie w sektorze farmaceutycznym i medycznym jest znaczącym czynnikiem napędzającym wzrost rynku. W ostatnich latach tworzywa sztuczne termoformowane były stosowane jako zamienniki metali w różnych gałęziach przemysłu, w tym w lotnictwie, transporcie i urządzeniach medycznych.

Wartość światowego rynku formowania wtryskowego wyceniono na kwotę USD 175.02 miliardów w 2021 r. i oczekuje się, że do 4.8 r. wzrośnie o CAGR wynoszący 2030%. Ostatnio tworzywa sztuczne formowane wtryskowo są stosowane jako zamiennik metalu w sektorze budowlanym w celu zmniejszenia masy, poprawy izolacji i zapewnienia ochrony przed promieniowaniem UV. Ponadto tworzywa sztuczne te są powszechnie stosowane w różnych zastosowaniach budowlanych, takich jak podłogi, dachy, instalacje wodno-kanalizacyjne, ściany i dachy.

Kompleksowe zrozumienie obu procesów

Czym jest termoformowanie tworzyw sztucznych?

Termoformowanie tworzyw sztucznych to proces produkcyjny, który pomaga tworzyć części z tworzyw sztucznych formowane w 3D. Ciepło jest stosowane do arkusza formułowanego termoplastyczny aby uczynić go giętkim. Następnie arkusz ten jest rozciągany na formie z kontrolowaną temperaturą, aby uzyskać pożądaną geometrię. Proces ten jest realizowany przy użyciu techniki formowania próżniowego lub formowania ciśnieniowego. Gdy część wystarczająco ostygnie, jest wyjmowana z formy, a nadmiar materiału jest zdrapywany, aby spełnić dokładne specyfikacje projektu. W razie potrzeby, w celu wykończenia części, wykonywane są operacje wtórne, takie jak sitodruk, malowanie, dodatkowy montaż lub łączenie punktowe.

Cechy termoformowania tworzyw sztucznych

Zmniejszone koszty narzędzi:W porównaniu do formowania wtryskowego, narzędzia do Plastikowy termoformowanie jest stosunkowo tańsze. Dzieje się tak, ponieważ formy są wykonane z niedrogiego aluminium. Natomiast formy do formowania wtryskowego są wykonane z cięższych stopów, takich jak stal lub grubsze aluminium, aby wytrzymać wysokie ciśnienie i umożliwić ciągłe ponowne wykorzystanie w dłuższych seriach produkcyjnych.

Co więcej, do termoformowania potrzebne są tylko narzędzia jednostronne, a nie powszechnie stosowane narzędzia dwustronne. wtrysk formowanie. Zmniejsza to zużycie materiału do produkcji form o połowę, znacznie obniżając koszty początkowe. Formy są jednak krótkotrwałe i nie mogą być ponownie użyte do produkcji na dużą skalę.

Duża prędkość i szybki obrót: Termoformowanie formy można produkować znacznie szybciej niż formy wtryskowe. Formowanie wtryskowe zajmuje więcej czasu, ponieważ formy są dwustronne i wykonane z twardszych materiałów, takich jak stal. Ponadto formy termoformujące są łatwiejsze do zaprojektowania, wykonania i modyfikacji.

Opcje projektowania:Termoformowanie ma kilka zalet dla projektowania i rozwoju produktu. Żywe kolory mogą być włączane do tworzyw sztucznych termoformowanych podczas produkcji. Inne operacje, takie jak drukowanie, szablonowanie, malowanie, sitodruk i powlekanie, mogą być również wykorzystywane do tworzenia unikalnych tekstur i wykończeń oraz poprawy wyglądu.

Elastyczność: Termoformowanie projekty wykorzystują proste, jednostronne formy wykonane z materiałów o wysokiej formowalności, co pozwala na szybkie i niedrogie modyfikacje. Natomiast formowanie wtryskowe wykorzystuje dwustronne formy wykonane z cięższych materiałów, co sprawia, że ​​narzędzia są droższe i bardziej czasochłonne.

Co to jest formowanie wtryskowe?

Formowanie wtryskowe to proces produkcyjny, w którym wykorzystuje się materiały termoplastyczne w podgrzanej formie żywicy, aby tworzyć części 3D. Aby utworzyć trójwymiarową wnękę o pożądanym kształcie części, zaciska się ze sobą dwie dwustronne formy. narzędzie wprowadza podgrzany materiał z tworzywa sztucznego do wnęki, która stygnie do stanu stałego i przyjmuje zamierzony kształt. Uformowana część jest wyrzucana z maszyny, a do wykończenia części można użyć operacji wtórnych, takich jak malowanie powierzchni.

Cechy formowania wtryskowego

Umiejętność tworzenia złożonych części:Formowanie wtryskowe to proces, który pozwala użytkownikom tworzyć wysoce złożone komponenty o wyjątkowym poziomie szczegółowości. Wysokie ciśnienie stosowane w procesie wtrysku odlewanie umożliwia tworzenie skomplikowanych geometrii, ponieważ materiał jest mocno dociskany nawet do najmniejszej wnęki. Proces formowania wtryskowego można modyfikować, aby spełnić określone wymagania, stosując formy wielogniazdowe.

Wysoka precyzja:Formowanie wtryskowe wykorzystuje wielokrotnego użytku i trwałe formy do ciągłej produkcji. Te Formy można używać ponownie przez wiele lat, aby osiągnąć wysoką dokładność w przypadku dużych serii produkcyjnych. Formowanie wtryskowe jest szczególnie przydatne w przypadku złożonych, małych i skomplikowanych komponentów, których produkcja przy użyciu termoformowania lub innych metod jest czasochłonna lub trudna.

Elastyczność :Chociaż formowanie wtryskowe jest droższe od termoformowania tworzyw sztucznych, wzory form można zmieniać w trakcie produkcja aby obniżyć koszty produkcji. Poprzez uproszczenie projektu, koszty mogą zostać obniżone do pewnego stopnia. Ponadto, inne techniki redukcji materiału, takie jak rdzeniowanie, podcinanie lub modyfikowanie istniejących form, mogą również pomóc zaoszczędzić pieniądze na nowych projektach.

Efektywne wykorzystanie materiałów:W przypadku formowania wtryskowego wskaźnik odpadów materiałowych jest niski. Ilość materiału, który ma zostać użyty, jest dokładnie mierzona, aby zapewnić wypełnienie formy przy jednoczesnym wytworzeniu jak najmniejszej ilości odpadów. Ponadto Wstrzyknięty Produkty formowane można skalować i wymagają minimalnej ilości narzędzi po wyjęciu z formy.

Porównanie termoformowania i formowania wtryskowego

Wielkość produkcji może pomóc producentom zdecydować, która metoda jest dla nich najlepsza. Plastik termoformowanie jest najlepiej przystosowany do produkcji nisko- i średnioseryjnej, podczas gdy formowanie wtryskowe jest bardziej opłacalne w przypadku produkcji wielkoseryjnej. Wynika to przede wszystkim ze złożoności oprzyrządowania i różnic w kosztach między tymi dwoma procesami. Jednakże te dwa procesy mogą czasami nakładać się pod względem wymagań i możliwości produktu, co utrudnia podjęcie ostatecznej decyzji.

Obróbka

W fazie oprzyrządowania termoformowanie, jednostronna forma 3D składa się z poliuretanu, drewna lub aluminium. Do formowania wtryskowego, dwustronna forma 3D jest tworzona ze stali, aluminium lub stopu miedzi. Pod względem czasu i ceny, termoformowanie ma przewagę nad formowaniem wtryskowym.

Cykl produkcji

Typowy czas przygotowania narzędzi do termoformowania (formowania pod ciśnieniem) wynosi od 0 do 8 tygodni, a pierwsza produkcja następuje w ciągu dwóch tygodni. Przygotowanie narzędzi do wtrysk formowanie trwa od 12 do 16 tygodni, a produkcja do czterech tygodni. Termoformowanie może być preferowaną techniką produkcyjną, jeśli jest mało czasu.

Koszty:

Koszt narzędzi w termoformowaniu jest znacznie niższy niż w formowaniu wtryskowym. Całkowity koszt części w termoformowaniu wynosi mniej niż 3,000–5,000 części; jednak powyżej tej objętości koszt na część w przypadku formowania wtryskowego jest bardziej konkurencyjny. Dlatego wtrysk Formowanie jest zazwyczaj stosowane w przypadku produkcji na dużą skalę, natomiast termoformowanie stosuje się w przypadku produkcji mniejszych ilości.

Obie metody są niezawodne i dają wysokiej jakości wyniki. Najlepsza opcja dla projektu zależy głównie od wymagań aplikacji.

Materiał

W termoformowaniu różne materiały mogą być używane do tworzenia płaskiego arkusza, który jest formowany w celu uformowania produktu. Termoformowanie pozwala również użytkownikom na dostosowanie kolorów, wykończeń i grubości. Z drugiej strony, granulki termoplastyczne są używane w formowaniu wtryskowym i występują w różnych materiałach i kolorach.

Zastosowania termoformowania

Ze względu na swoją wszechstronność i przystępną cenę, termoformowanie ma zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. Jest szeroko stosowany w sektorze motoryzacyjnym do tworzenia m.in. desek rozdzielczych, paneli wewnętrznych, kanałów powietrznych i zderzaków.

Ponadto proces ten jest stosowany w przemyśle lotniczym do produkcji paneli wewnętrznych, elementów siedzeń, wyposażenia kambuzów i osłon okiennych. Termoformowanie jest często stosowane w sektorze budowlanym i medycznym do tworzenia wszystkiego, od skrzynek narzędziowych po technologię wspomagającą, sprzęt diagnostyczny i obrazowy.

Zastosowania formowania wtryskowego

Wtrysk odlewanie jest powszechnie stosowany w przemyśle budowlanym do produkcji elementów złącznych, narzędzi ręcznych, zamków okiennych, drzwi, klamek i innych akcesoriów budowlanych. Jest również stosowany w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym do produkcji soczewek, paneli, kół zębatych i łopatek turbin. Ponadto jest szeroko stosowany w przemyśle spożywczym do produkcji tworzyw sztucznych o jakości spożywczej i napój opakowania. Jest on również stosowany w przemyśle medycznym do produkcji zestawów diagnostycznych, komponentów rentgenowskich i zestawów chirurgicznych.

Która metoda jest najlepsza?

W przypadku niektórych branż obie metody mogą być stosowane do produkcji części. Jednak w przypadku niektórych zastosowań jedna metoda może być korzystniejsza. Aby ustalić, które podejście jest lepsze, należy ocenić wymagania projektu, biorąc pod uwagę proponowany harmonogram, koszt i materiały, a także inne czynniki.