การขึ้นรูปพลาสติกด้วยความร้อนเทียบกับการฉีดขึ้นรูป

การขึ้นรูปพลาสติกด้วยความร้อนและ ฉีดขึ้นรูป มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ แต่ละกระบวนการมีลักษณะเฉพาะที่เป็นประโยชน์ต่อการใช้งานเฉพาะ อย่างไรก็ตาม เมื่อเทคโนโลยีการผลิตก้าวหน้าขึ้น ความสามารถของทั้งสองกระบวนการก็ทับซ้อนกัน ทำให้ต้องมีการประเมินประโยชน์และต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับแต่ละกระบวนการอย่างละเอียดมากขึ้น

สารบัญ
ตลาดการขึ้นรูปด้วยความร้อนและการฉีดขึ้นรูป
ความเข้าใจที่ครอบคลุมของทั้งสองกระบวนการ
การเปรียบเทียบระหว่างการขึ้นรูปด้วยความร้อนและการฉีดขึ้นรูป

ตลาดการขึ้นรูปด้วยความร้อนและการฉีดขึ้นรูป

ตลาด Thermoforming ระดับโลกมีมูลค่าเป็นดอลลาร์สหรัฐ 13.45 พันล้านในปี 2021 และคาดว่าจะเติบโตที่อัตรา CAGR 4.9% ความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับ เทอร์โม ในภาคเภสัชกรรมและการแพทย์เป็นปัจจัยสำคัญที่ผลักดันการเติบโตของตลาด ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา พลาสติกที่ขึ้นรูปด้วยความร้อนถูกนำมาใช้ทดแทนโลหะในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การขนส่ง และอุปกรณ์ทางการแพทย์

ตลาดการฉีดขึ้นรูปโลกมีมูลค่าอยู่ที่ USD 175.02 พันล้านในปี 2021 และคาดว่าจะเติบโตที่ CAGR 4.8% ภายในปี 2030 ล่าสุด พลาสติกที่ขึ้นรูปด้วยการฉีดถูกใช้ทดแทนโลหะในภาคการก่อสร้างเพื่อลดน้ำหนัก ปรับปรุงฉนวน และป้องกันรังสี UV นอกจากนี้ พลาสติกเหล่านี้ยังใช้กันทั่วไปในอาคารต่างๆ เช่น พื้น หลังคา ระบบประปา ผนัง และหลังคา

ความเข้าใจที่ครอบคลุมของทั้งสองกระบวนการ

การขึ้นรูปพลาสติกด้วยความร้อนคืออะไร?

การขึ้นรูปพลาสติกด้วยความร้อนเป็นกระบวนการผลิตที่ช่วยสร้างชิ้นส่วนพลาสติกที่ขึ้นรูปเป็น 3 มิติ โดยใช้ความร้อนกับแผ่นพลาสติกที่ขึ้นรูปแล้ว เทอร์โม เพื่อให้ยืดหยุ่นได้ จากนั้นแผ่นโลหะจะถูกยืดออกบนแม่พิมพ์ที่ควบคุมอุณหภูมิเพื่อสร้างรูปทรงตามต้องการ กระบวนการนี้ทำได้โดยใช้เทคนิคการขึ้นรูปด้วยสูญญากาศหรือการขึ้นรูปด้วยแรงดัน เมื่อชิ้นส่วนเย็นตัวลงเพียงพอแล้ว ก็จะถูกเอาออกจากแม่พิมพ์ และขูดวัสดุส่วนเกินออกเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดการออกแบบที่แน่นอน หากจำเป็น จะดำเนินการขั้นตอนรอง เช่น การพิมพ์สกรีน การทาสี การประกอบเพิ่มเติม หรือการติดจุด เพื่อให้ชิ้นส่วนเสร็จสมบูรณ์

คุณสมบัติของพลาสติกเทอร์โมฟอร์มมิ่ง

ลดต้นทุนการใช้เครื่องมือ:เมื่อเทียบกับการฉีดขึ้นรูป เครื่องมือสำหรับ แนะนำห่อด้วยพลาสติกแรปให้แน่น การขึ้นรูปด้วยความร้อนมีราคาถูกกว่า เนื่องจากแม่พิมพ์ทำจากอลูมิเนียมราคาถูก ในทางตรงกันข้าม แม่พิมพ์ฉีดขึ้นรูปทำจากโลหะผสมที่มีน้ำหนักมาก เช่น เหล็กหรืออลูมิเนียมที่หนากว่า เพื่อทนต่อแรงดันสูงและสามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้อย่างต่อเนื่องตลอดระยะเวลาการผลิตที่ยาวนานขึ้น

นอกจากนี้ การขึ้นรูปด้วยความร้อนต้องใช้เครื่องมือเพียงด้านเดียวเท่านั้น ไม่ใช่เครื่องมือสองด้านที่ใช้กันทั่วไป การฉีด การขึ้นรูป ช่วยลดการใช้วัสดุสำหรับทำแม่พิมพ์ได้ครึ่งหนึ่ง ซึ่งช่วยลดต้นทุนเบื้องต้นได้อย่างมาก อย่างไรก็ตาม แม่พิมพ์มีอายุการใช้งานสั้นและไม่สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำในการผลิตขนาดใหญ่ได้

ความเร็วสูงและการหมุนเวียนอย่างรวดเร็ว: thermoforming แม่พิมพ์สามารถผลิตได้เร็วกว่าแม่พิมพ์ฉีดมาก การฉีดขึ้นรูปใช้เวลานานกว่าเนื่องจากแม่พิมพ์เป็นแบบสองด้านและทำจากวัสดุที่แข็งกว่า เช่น เหล็ก นอกจากนี้ แม่พิมพ์เทอร์โมฟอร์มยังออกแบบ ผลิต และปรับเปลี่ยนได้ง่ายกว่าอีกด้วย

ตัวเลือกการออกแบบ:การขึ้นรูปด้วยความร้อนมีข้อดีหลายประการสำหรับการออกแบบและพัฒนาผลิตภัณฑ์ โดยสามารถนำสีสันสดใสมาใช้กับพลาสติกที่ขึ้นรูปด้วยความร้อนระหว่างการผลิตได้ นอกจากนี้ ยังสามารถใช้ขั้นตอนอื่นๆ เช่น การพิมพ์ การพิมพ์ลายฉลุ การทาสี การพิมพ์สกรีน และการเคลือบ เพื่อสร้างพื้นผิวและการตกแต่งที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัว และปรับปรุงรูปลักษณ์ได้อีกด้วย

ความยืดหยุ่น: เทอร์โมฟอร์ม การออกแบบใช้แม่พิมพ์ด้านเดียวแบบตรงไปตรงมาซึ่งทำจากวัสดุที่ขึ้นรูปได้สูง ช่วยให้ปรับเปลี่ยนได้อย่างรวดเร็วและราคาไม่แพง ในทางตรงกันข้าม การฉีดขึ้นรูปใช้แม่พิมพ์สองด้านที่ทำจากวัสดุที่หนักกว่า ทำให้การสร้างแม่พิมพ์มีราคาแพงและใช้เวลานาน

การฉีดขึ้นรูปคืออะไร?

การฉีดขึ้นรูปเป็นกระบวนการผลิตที่ใช้เทอร์โมพลาสติกในรูปแบบเรซินที่ได้รับความร้อนเพื่อสร้างชิ้นส่วน 3 มิติ เพื่อสร้างช่อง 3 มิติตามรูปร่างชิ้นส่วนที่ต้องการ แม่พิมพ์สองด้านสองชิ้นจะถูกยึดเข้าด้วยกัน เครื่องมือ ป้อนวัสดุพลาสติกที่ได้รับความร้อนเข้าไปในโพรง ซึ่งจะเย็นตัวลงจนกลายเป็นของแข็งและเป็นไปตามการออกแบบที่ต้องการ ชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปแล้วจะถูกขับออกจากเครื่อง และสามารถใช้การดำเนินการรอง เช่น การทาสีพื้นผิว เพื่อตกแต่งชิ้นส่วนให้เสร็จสมบูรณ์

คุณสมบัติของการฉีดพลาสติก

ความสามารถในการสร้างชิ้นส่วนที่ซับซ้อน:การฉีดขึ้นรูปเป็นกระบวนการที่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถสร้างชิ้นส่วนที่มีความซับซ้อนสูงพร้อมรายละเอียดในระดับที่เหนือชั้น แรงดันสูงที่ใช้ในการฉีด ปั้น ช่วยให้สามารถสร้างรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนได้ เนื่องจากวัสดุถูกกดให้แนบแน่นกับช่องว่างที่เล็กที่สุด กระบวนการฉีดขึ้นรูปสามารถปรับเปลี่ยนได้เพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะด้วยการใช้แม่พิมพ์หลายช่อง

ความแม่นยำสูง:การฉีดขึ้นรูปใช้แม่พิมพ์ที่สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้และมีอายุการใช้งานยาวนานสำหรับการผลิตแบบต่อเนื่อง แม่พิมพ์ สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้หลายปีเพื่อให้ได้ความแม่นยำสูงสำหรับการผลิตจำนวนมาก การฉีดขึ้นรูปมีประโยชน์โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนที่ซับซ้อน ขนาดเล็ก และละเอียดอ่อน ซึ่งใช้เวลานานหรือยากต่อการประดิษฐ์โดยใช้การขึ้นรูปด้วยความร้อนหรือวิธีการอื่นๆ

ความยืดหยุ่น:แม้ว่าการฉีดขึ้นรูปจะมีราคาแพงกว่าการขึ้นรูปพลาสติกด้วยความร้อน แต่การออกแบบแม่พิมพ์สามารถเปลี่ยนแปลงได้ระหว่าง การผลิต เพื่อลดต้นทุนการผลิต โดยการทำให้การออกแบบง่ายขึ้น ต้นทุนสามารถลดลงได้ในระดับหนึ่ง นอกจากนี้ เทคนิคการลดปริมาณวัสดุอื่นๆ เช่น การเจาะแกน การกัดร่อง หรือการดัดแปลงแม่พิมพ์ที่มีอยู่ ยังช่วยประหยัดเงินสำหรับโครงการใหม่ๆ ได้อีกด้วย

การใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพ:อัตราการเกิดเศษวัสดุในการฉีดขึ้นรูปนั้นต่ำ ปริมาณวัสดุที่จะใช้จะต้องวัดอย่างแม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าแม่พิมพ์ได้รับการเติมเต็มในขณะที่ผลิตของเสียให้น้อยที่สุด นอกจากนี้ ฉีด ผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปสามารถปรับขนาดได้และต้องใช้เครื่องมือเพียงเล็กน้อยหลังจากนำออกจากแม่พิมพ์

การเปรียบเทียบระหว่างการขึ้นรูปด้วยความร้อนและการฉีดขึ้นรูป

ปริมาณการผลิตสามารถช่วยให้ผู้ผลิตตัดสินใจได้ว่าวิธีใดดีที่สุดสำหรับพวกเขา พลาสติก เทอร์โม เหมาะที่สุดสำหรับการผลิตปริมาณน้อยถึงปานกลาง ในขณะที่การฉีดขึ้นรูปนั้นคุ้มทุนกว่าสำหรับการผลิตปริมาณมาก สาเหตุหลักคือความซับซ้อนของเครื่องมือและความแตกต่างของต้นทุนระหว่างสองกระบวนการ อย่างไรก็ตาม กระบวนการทั้งสองนี้อาจทับซ้อนกันได้ในแง่ของข้อกำหนดและความสามารถของผลิตภัณฑ์ ทำให้การตัดสินใจขั้นสุดท้ายทำได้ยากขึ้น

การขับรถ

ในระยะการทำเครื่องมือของ เทอร์โมแม่พิมพ์ 3 มิติด้านเดียวประกอบด้วยโพลียูรีเทน ไม้ หรืออลูมิเนียม สำหรับการฉีดขึ้นรูป แม่พิมพ์ 3 มิติสองด้านจะสร้างขึ้นจากเหล็ก อลูมิเนียม หรือโลหะผสมทองแดง ในแง่ของเวลาและราคา การขึ้นรูปด้วยความร้อนมีข้อได้เปรียบเหนือการฉีดขึ้นรูป

วงจรการผลิต

ระยะเวลาการสร้างแม่พิมพ์โดยทั่วไปสำหรับการขึ้นรูปด้วยความร้อน (การขึ้นรูปด้วยแรงดัน) คือ 0 ถึง 8 สัปดาห์ โดยการผลิตครั้งแรกจะเกิดขึ้นภายในสองสัปดาห์ การสร้างแม่พิมพ์สำหรับ การฉีด การขึ้นรูปใช้เวลา 12 ถึง 16 สัปดาห์ โดยใช้เวลาในการผลิตนานถึง XNUMX สัปดาห์ การขึ้นรูปด้วยความร้อนอาจเป็นเทคนิคการผลิตที่ต้องการหากมีเวลาจำกัด

ราคา

ต้นทุนของเครื่องมือในการขึ้นรูปด้วยความร้อนนั้นต่ำกว่าในการฉีดขึ้นรูปมาก ต้นทุนชิ้นส่วนทั้งหมดในการขึ้นรูปด้วยความร้อนนั้นน้อยกว่า 3,000-5,000 ชิ้น อย่างไรก็ตาม หากเกินกว่าปริมาณนี้ ต้นทุนต่อชิ้นส่วนสำหรับการฉีดขึ้นรูปนั้นจะแข่งขันได้มากกว่า นี่คือสาเหตุ การฉีด การขึ้นรูปมักใช้สำหรับการผลิตในปริมาณมาก ในขณะที่การขึ้นรูปด้วยความร้อนจะใช้สำหรับปริมาณน้อย

ทั้งสองวิธีนี้มีความน่าเชื่อถือและให้ผลลัพธ์ที่มีคุณภาพสูง ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับโครงการส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของแอปพลิเคชัน

วัสดุ

ในการขึ้นรูปด้วยความร้อน สามารถใช้สารต่างๆ เพื่อสร้างแผ่นแบนที่นำไปขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ได้ การขึ้นรูปด้วยความร้อนยังช่วยให้ผู้ใช้สามารถปรับแต่งสี ผิวสำเร็จ และความหนาได้ ในทางกลับกัน เม็ดพลาสติกเทอร์โมพลาสติกใช้ในการฉีดขึ้นรูปและมีสารและสีต่างๆ กัน

การประยุกต์ใช้งานการขึ้นรูปด้วยความร้อน

เนื่องจากความสามารถในการปรับตัวและราคาที่เอื้อมถึง เทอร์โม มีประโยชน์หลากหลายในอุตสาหกรรมต่างๆ โดยมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในภาคยานยนต์เพื่อสร้างแผงหน้าปัด แผงภายใน ท่ออากาศ และกันชน เป็นต้น

นอกจากนี้ กระบวนการนี้ยังใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศเพื่อผลิตแผงภายใน ชิ้นส่วนที่นั่ง อุปกรณ์ครัว และม่านบังตา การขึ้นรูปด้วยความร้อนมักใช้ในภาคการก่อสร้างและการแพทย์เช่นกัน เพื่อผลิตทุกอย่างตั้งแต่กล่องเครื่องมือไปจนถึงเทคโนโลยีช่วยเหลือ ไปจนถึงอุปกรณ์วินิจฉัยและถ่ายภาพ

การประยุกต์ใช้งานฉีดขึ้นรูป

การฉีด ปั้น มักใช้ในอุตสาหกรรมก่อสร้างเพื่อผลิตตัวยึด เครื่องมือช่าง ล็อคหน้าต่าง ประตู มือจับ และอุปกรณ์ก่อสร้างอื่นๆ นอกจากนี้ยังใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์และอวกาศเพื่อผลิตเลนส์ แผง เฟือง และใบพัดกังหัน นอกจากนี้ ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหารเพื่อผลิตพลาสติกเกรดอาหารและ เครื่องดื่ม บรรจุภัณฑ์ ยังใช้ในอุตสาหกรรมการแพทย์เพื่อผลิตชุดตรวจวินิจฉัย ส่วนประกอบเอ็กซ์เรย์ และชุดผ่าตัดอีกด้วย

วิธีไหนดีที่สุด?

สำหรับอุตสาหกรรมบางประเภท อาจใช้ทั้งสองวิธีในการผลิตชิ้นส่วน อย่างไรก็ตาม สำหรับการใช้งานบางประเภท วิธีหนึ่งอาจมีประโยชน์มากกว่า หากต้องการพิจารณาว่าวิธีใดดีกว่า จะต้องประเมินความต้องการของโครงการโดยคำนึงถึงระยะเวลาที่เสนอ ต้นทุน และวัสดุ รวมถึงปัจจัยอื่นๆ