Ép nhiệt nhựa so với ép phun

Nhựa nhiệt định hình và ép phun có ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Mỗi quy trình có những đặc điểm riêng biệt có lợi cho các ứng dụng cụ thể. Tuy nhiên, khi công nghệ sản xuất tiến bộ, khả năng của cả hai quy trình chồng chéo lên nhau, đòi hỏi phải đánh giá kỹ lưỡng hơn về lợi ích và chi phí liên quan đến từng quy trình.

Mục lục
Thị trường ép phun và ép nhiệt
Một sự hiểu biết toàn diện về hai quá trình
So sánh giữa ép nhiệt và ép phun

Thị trường ép phun và ép nhiệt

Thị trường ép nhiệt toàn cầu có giá trị là USD 13.45 tỷ vào năm 2021 và dự kiến ​​sẽ tăng trưởng ở mức CAGR là 4.9%. Nhu cầu ngày càng tăng đối với thermoforming trong lĩnh vực dược phẩm và y tế là yếu tố quan trọng thúc đẩy tăng trưởng thị trường. Trong những năm gần đây, nhựa nhiệt dẻo đã được sử dụng để thay thế kim loại trong các ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm hàng không vũ trụ, vận tải và thiết bị y tế.

Thị trường ép phun toàn cầu được định giá ở mức USD 175.02 tỷ vào năm 2021 và dự kiến ​​sẽ tăng trưởng ở CAGR là 4.8% vào năm 2030. Gần đây hơn, nhựa đúc phun được sử dụng để thay thế kim loại trong lĩnh vực xây dựng để giảm trọng lượng, cải thiện khả năng cách nhiệt và cung cấp khả năng bảo vệ tia cực tím. Hơn nữa, những loại nhựa này thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng xây dựng khác nhau như sàn, mái, hệ thống ống nước, tường và mái nhà.

Một sự hiểu biết toàn diện về hai quá trình

Ép nhiệt nhựa là gì?

Tạo hình nhiệt nhựa là một quy trình sản xuất giúp tạo ra các bộ phận nhựa được định hình 3D. Nhiệt được áp dụng cho một tấm nhựa được định hình nhựa nhiệt dẻo để làm cho nó mềm dẻo. Sau đó, tấm này được kéo căng vào khuôn có kiểm soát nhiệt độ để tạo ra hình dạng mong muốn. Quá trình này được thực hiện bằng cách sử dụng kỹ thuật tạo hình chân không hoặc tạo hình áp suất. Khi bộ phận nguội đủ, nó được lấy ra khỏi khuôn và vật liệu thừa được cạo để đáp ứng các thông số kỹ thuật thiết kế chính xác. Nếu cần, các hoạt động thứ cấp như sàng lụa, sơn, lắp ráp bổ sung hoặc liên kết điểm được thực hiện để hoàn thiện bộ phận.

Đặc điểm của ép nhiệt nhựa

Giảm chi phí dụng cụ: So với ép phun, dụng cụ cho nhựa ép nhiệt tương đối rẻ hơn. Điều này là do khuôn được làm bằng nhôm giá rẻ. Ngược lại, khuôn ép phun được làm bằng hợp kim nặng hơn như thép hoặc nhôm dày hơn để chịu được áp suất cao và cho phép tái sử dụng liên tục trong thời gian sản xuất dài hơn.

Hơn nữa, ép nhiệt chỉ cần dụng cụ một mặt thay vì dụng cụ hai mặt thường dùng cho tiêm đúc. Điều này làm giảm một nửa lượng vật liệu sử dụng để làm khuôn, giúp giảm đáng kể chi phí ban đầu. Tuy nhiên, khuôn có tuổi thọ ngắn và không thể tái sử dụng để sản xuất quy mô lớn.

Tốc độ cao và doanh thu nhanh: Thermoforming khuôn có thể được sản xuất nhanh hơn nhiều so với khuôn ép phun. Ép phun mất nhiều thời gian hơn vì khuôn có hai mặt và được làm bằng vật liệu cứng hơn như thép. Hơn nữa, khuôn ép nhiệt dễ thiết kế, chế tạo và sửa đổi hơn.

Tùy chọn thiết kế: Ép nhiệt có một số lợi thế cho thiết kế và phát triển sản phẩm. Màu sắc rực rỡ có thể được kết hợp vào nhựa ép nhiệt trong quá trình sản xuất. Các hoạt động khác như in, tạo khuôn, sơn, sàng lụa và phủ cũng có thể được sử dụng để tạo ra kết cấu và lớp hoàn thiện độc đáo và tăng cường vẻ ngoài.

Thích ứng với văn hoá: Nhiệt dẻo thiết kế sử dụng khuôn một mặt đơn giản làm bằng vật liệu dễ định hình, cho phép sửa đổi nhanh chóng và không tốn kém. Ngược lại, ép phun sử dụng khuôn hai mặt làm bằng vật liệu nặng hơn, làm cho dụng cụ đắt hơn và tốn thời gian hơn.

Ép phun là gì?

Ép phun là một quy trình sản xuất sử dụng vật liệu nhiệt dẻo ở dạng nhựa được nung nóng để tạo ra các bộ phận 3D. Để tạo ra khoang 3D có hình dạng bộ phận mong muốn, hai khuôn hai mặt được kẹp lại với nhau. Điều này công cụ đưa vật liệu nhựa nóng vào khoang, làm nguội đến trạng thái rắn và có thiết kế mong muốn. Bộ phận đúc được đẩy ra khỏi máy và các hoạt động thứ cấp như sơn bề mặt có thể được sử dụng để hoàn thiện bộ phận.

Đặc điểm của ép phun

Khả năng tạo ra các bộ phận phức tạp: Ép phun là một quá trình cho phép người dùng tạo ra các thành phần cực kỳ phức tạp với mức độ chi tiết đặc biệt. Áp suất cao được sử dụng trong quá trình ép phun đúc cho phép tạo ra hình học phức tạp khi vật liệu được ép chặt vào ngay cả khoang nhỏ nhất. Quy trình ép phun có thể được điều chỉnh để đáp ứng các yêu cầu cụ thể bằng cách sử dụng khuôn nhiều khoang.

độ chính xác cao: Ép phun sử dụng khuôn có thể tái sử dụng và bền lâu để sản xuất liên tục. Những khuôn mẫu có thể tái sử dụng trong nhiều năm để đạt được độ chính xác cao cho các đợt sản xuất lớn. Ép phun đặc biệt hữu ích cho các thành phần phức tạp, nhỏ và tinh vi, tốn nhiều thời gian hoặc khó chế tạo bằng phương pháp ép nhiệt hoặc các phương pháp khác.

Linh hoạt:Mặc dù ép phun đắt hơn ép nhiệt nhựa, nhưng thiết kế khuôn có thể được thay đổi trong quá trình sản xuất để giảm chi phí sản xuất. Bằng cách đơn giản hóa thiết kế, chi phí có thể giảm ở một mức độ nhất định. Hơn nữa, các kỹ thuật giảm vật liệu khác, chẳng hạn như khoét lõi, cắt rãnh hoặc sửa đổi khuôn hiện có, cũng có thể giúp tiết kiệm tiền cho các dự án mới.

Sử dụng vật liệu hiệu quả: Tỷ lệ phế liệu vật liệu thấp trong quá trình đúc phun. Lượng vật liệu sử dụng được đo chính xác để đảm bảo khuôn được lấp đầy trong khi tạo ra lượng chất thải ít nhất. Ngoài ra, tiêm sản phẩm đúc có thể được định hình và cần ít dụng cụ sau khi lấy ra khỏi khuôn.

So sánh giữa ép nhiệt và ép phun

Khối lượng sản xuất có thể giúp các nhà sản xuất quyết định phương pháp nào là tốt nhất cho họ. Nhựa thermoforming phù hợp nhất cho sản xuất khối lượng thấp và trung bình, trong khi ép phun tiết kiệm chi phí hơn cho sản xuất khối lượng lớn. Điều này chủ yếu là do sự phức tạp của dụng cụ và sự khác biệt về chi phí giữa hai quy trình. Tuy nhiên, đôi khi hai quy trình này có thể chồng chéo về yêu cầu và khả năng của sản phẩm, khiến cho quyết định cuối cùng trở nên khó khăn hơn.

Dụng cụ

Trong giai đoạn gia công thermoforming, khuôn 3D một mặt được tạo thành từ polyurethane, gỗ hoặc nhôm. Đối với khuôn ép phun, khuôn 3D hai mặt được tạo ra từ thép, nhôm hoặc hợp kim đồng. Về mặt thời gian và giá cả, ép nhiệt có lợi thế hơn so với ép phun.

Chu kỳ sản xuất

Thời gian gia công điển hình cho quá trình tạo hình nhiệt (tạo hình áp suất) là từ 0 đến 8 tuần, với sản phẩm đầu tiên được sản xuất trong vòng hai tuần. Gia công cho tiêm đúc mất 12 đến 16 tuần, với thời gian sản xuất lên đến bốn tuần. Ép nhiệt có thể là kỹ thuật sản xuất được ưa chuộng nếu có thời gian eo hẹp.

Phí Tổn

Chi phí gia công trong ép nhiệt thấp hơn nhiều so với ép phun. Tổng chi phí cho một bộ phận ép nhiệt ít hơn 3,000-5,000 bộ phận; tuy nhiên, trên khối lượng này, chi phí cho mỗi bộ phận ép phun có tính cạnh tranh hơn. Đây là lý do tại sao tiêm Đúc khuôn thường được sử dụng cho sản xuất quy mô lớn, trong khi ép nhiệt được sử dụng cho số lượng nhỏ hơn.

Cả hai phương pháp đều đáng tin cậy và mang lại kết quả chất lượng cao. Lựa chọn tốt nhất cho một dự án chủ yếu phụ thuộc vào yêu cầu của ứng dụng.

Vật chất

Trong quá trình ép nhiệt, có thể sử dụng nhiều vật liệu khác nhau để tạo ra một tấm phẳng được đúc thành sản phẩm. Quá trình ép nhiệt cũng cho phép người dùng tùy chỉnh màu sắc, lớp hoàn thiện và độ dày. Mặt khác, các viên nhựa nhiệt dẻo được sử dụng trong quá trình ép phun và có nhiều vật liệu và màu sắc khác nhau.

Ứng dụng của ép nhiệt

Do khả năng thích ứng và giá cả phải chăng, thermoforming được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Nó được sử dụng rộng rãi trong ngành ô tô để tạo ra, trong số những thứ khác, bảng điều khiển, tấm ốp nội thất, ống dẫn khí và cản xe.

Ngoài ra, quy trình này được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ để sản xuất tấm nội thất, thành phần ghế ngồi, thiết bị bếp và tấm phủ cửa sổ. Ép nhiệt thường được sử dụng trong các ngành xây dựng và y tế để tạo ra mọi thứ từ hộp đựng dụng cụ đến công nghệ hỗ trợ đến thiết bị chẩn đoán và hình ảnh.

Các ứng dụng của ép phun

Tiêm đúc thường được sử dụng trong ngành xây dựng để sản xuất ốc vít, dụng cụ cầm tay, khóa cửa sổ, cửa ra vào, tay nắm và các phụ kiện xây dựng khác. Nó cũng được sử dụng trong ngành ô tô và hàng không vũ trụ để sản xuất thấu kính, tấm, bánh răng và cánh tua bin. Hơn nữa, nó được sử dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm để sản xuất nhựa cấp thực phẩm và nước giải khát đóng gói. Nó cũng được ứng dụng trong ngành y tế để sản xuất bộ dụng cụ chẩn đoán, bộ phận chụp X-quang và bộ dụng cụ phẫu thuật.

Phương pháp nào là tốt nhất?

Đối với một số ngành công nghiệp nhất định, cả hai phương pháp đều có thể được sử dụng để sản xuất các bộ phận. Tuy nhiên, đối với một số ứng dụng nhất định, một phương pháp có thể có lợi thế hơn. Để xác định phương pháp nào tốt hơn, người ta phải đánh giá các yêu cầu của dự án, có tính đến thời gian đề xuất, chi phí và vật liệu, cùng với các yếu tố khác.