3D打印與循環(huán)經(jīng)濟(jì)注射成型
魔猴君 行業(yè)資訊 2005天前
注射成型是指塑料顆粒被壓入模腔，在壓力和熱量的作用下形成一定的形狀。與其他傳統(tǒng)的制造工藝（如CNC加工）相比，注射成型產(chǎn)生的廢品率較低，而CNC加工可以削減原塑料塊或板材的大量百分比。然而，相對于3D打印機(jī)來說，3D打印產(chǎn)生的廢品率更低?？偟膩碚f，這是一種通過初始生產(chǎn)不會(huì)產(chǎn)生大量廢料的方法。與注塑相關(guān)的缺點(diǎn)包括啟動(dòng)、成型和模具方面的高成本。我們將在可持續(xù)性和3D打印制造方面對這種制造技術(shù)進(jìn)行比較。
當(dāng)涉及到注射成型時(shí)，運(yùn)輸廢料并不是一個(gè)大問題。在將材料放入注塑設(shè)備之前，準(zhǔn)備好材料是很重要的。工廠或制造環(huán)境的布局對這種浪費(fèi)更為關(guān)鍵。在3D打印制造方面也有類似的想法。一個(gè)人通常必須向3D打印制造設(shè)備提供材料，材料的運(yùn)輸依賴于工廠或制造環(huán)境的布局。
對于這種類型的制造來說，庫存浪費(fèi)是需要注意的。注射成型系統(tǒng)的生產(chǎn)率很高。這個(gè)比率取決于兩個(gè)因素：1.循環(huán)時(shí)間2.模具空化。
周期時(shí)間是指從開始到完成一個(gè)函數(shù)、作業(yè)或任務(wù)所需的時(shí)間。循環(huán)時(shí)間用于區(qū)分流程的總持續(xù)時(shí)間與其運(yùn)行時(shí)間。模具空化是指創(chuàng)造一個(gè)空的空間，形成我們的成型過程的基礎(chǔ)。因此，根據(jù)模具的尺寸，循環(huán)時(shí)間應(yīng)有所不同。使用注射模系統(tǒng)可以相當(dāng)快速地生產(chǎn)大量產(chǎn)品。如果組織為第三方自由創(chuàng)建對象，這可能會(huì)導(dǎo)致超出需要的額外庫存。在這種情況下，當(dāng)?shù)谌焦救蘸笮枰喈a(chǎn)品時(shí)，供應(yīng)商只是批量生產(chǎn)。3D打印制造生產(chǎn)率取決于周期時(shí)間和待打印對象的大小。這會(huì)減少庫存浪費(fèi)，因?yàn)楝F(xiàn)在有很多時(shí)間與打印大量材料相關(guān)。
等待是注射成型與3D打印制造的一大區(qū)別。近年來，3D打印技術(shù)在效率和速度方面都有了大幅提高。然而，像注射成型這樣的過程已經(jīng)建立了良好的生產(chǎn)率，并且經(jīng)過幾十年的使用已經(jīng)提高了。
這兩種制造方法都不太關(guān)心過度加工。注射成型和3D打印都非常擅長構(gòu)建快速的設(shè)計(jì)原型。我認(rèn)為最大的痛點(diǎn)是在處理中。后處理是3D打印機(jī)的一個(gè)大問題。注塑件在后處理方面確實(shí)存在問題，但并不像目前大多數(shù)3D打印技術(shù)那樣耀眼。這將導(dǎo)致更多的時(shí)間和精力花在生產(chǎn)上。
最后，我們將討論通過注射成型來回收和再利用產(chǎn)品的能力。注塑件的回收需要重新熔化和熔融過濾。在擠出機(jī)中的剪切速率很低的情況下，在熔融溫度較低的一端，可對回收材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑偃刍＜羟兴俾适侵笇δ承┎牧鲜┘訚u進(jìn)剪切變形的速率。剪切變形是指平行內(nèi)表面相互滑動(dòng)的物質(zhì)發(fā)生變形。其目的是輕輕地重新熔化原材料，從而保證材料性能的保持。適當(dāng)?shù)娜廴谶^濾過程將去除熔融物中的任何污染物，如纖維素、金屬或木塊。過濾是指通過添加只有流體才能通過的介質(zhì)，將固體從流體（液體或氣體）中分離出來的各種機(jī)械、物理或生物操作。最先進(jìn)的熔融過濾是完全自動(dòng)化的，不需要手動(dòng)操作步驟。熔融物在低壓下連續(xù)過濾，可以去除直徑小于70微米的顆粒。類似的工藝也可以應(yīng)用于3D打印材料。
在這兩個(gè)過程的可持續(xù)性方面，生產(chǎn)過剩是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。重要的是要考慮與注塑相關(guān)的高啟動(dòng)成本。通過注射成型來制造物體通常需要很多錢，因?yàn)檫@是一個(gè)制造大量物體的過程。這可能導(dǎo)致必須在一個(gè)庫存中長期保存各種產(chǎn)品。這顯然是浪費(fèi)的，因?yàn)檫@些產(chǎn)品可能是在目前不需要它們的情況下制造出來的。3D打印需要更多的時(shí)間來創(chuàng)建產(chǎn)品，但它們的目的是為訂單制作特定數(shù)量的產(chǎn)品，而不是為了以后使用而額外打印。
在本文中，我們必須認(rèn)識(shí)到3D打印是一個(gè)很好的解決方案。在減少浪費(fèi)方面，我們必須有一個(gè)關(guān)鍵的眼光，這還必須包括在錯(cuò)誤的過程中減少浪費(fèi)，使我們對循環(huán)經(jīng)濟(jì)有一個(gè)有趣的考察。
