SLS 3D tisk vs vstřikování plastů: kdy přestává být 3D tisk levnější?

Dvě různé struktury nákladů

Oba procesy vynakládají peníze opačným způsobem.

• Vstřikování plastů vyžaduje formu obrobenou z oceli nebo hliníku ještě předtím, než vznikne první díl. Forma představuje velkou jednorázovou investici. Poté už každý díl stojí velmi málo: několik sekund strojového času a plast.
• SLS nepotřebuje žádnou formu. Každý díl platí za svůj vlastní materiál, svůj podíl na tiskové úloze a své povrchové úpravy. Cena za díl je mnohem vyšší než u vstřikovaného dílu, ale neexistuje žádná počáteční investice a cena za díl klesá s tím, jak více dílů sdílí jednu tiskovou úlohu.

Srovnání tedy nikdy nezní „který proces je levnější“, ale „který je levnější pro tento díl při tomto množství“.

Jak najít zlomové množství

Potřebujete tři čísla, všechna specifická pro váš díl:

• T: cena formy (nabídka od výrobce forem)
• M: cena za vstřikovaný díl (nabídka od lisovny)
• S: cena za SLS díl při vašem množství (okamžitá cena z kalkulačky)

Zlomové množství je zhruba N = T ÷ (S − M). Pod N dílů je celkově levnější SLS; nad N je to vstřikování. Protože S u SLS s množstvím poněkud klesá, zkontrolujte cenu SLS při množství, které skutečně očekáváte, nikoli při jednom kusu.

Výsledek může být překvapivý v obou směrech. Malý, kompaktní díl s jednoduchou formou může dosáhnout bodu zvratu už při několika stech kusech. Složitý díl, který vyžaduje formu s čelistmi, vyhazovači nebo několika dutinami, může zůstat levnější při výrobě pomocí SLS i pro tisíce kusů, zvláště pokud se design bude ještě měnit.

Co posouvá bod zvratu nahoru (ve prospěch SLS)

• Složitá geometrie. Podkosy, vnitřní kanálky a mřížkové struktury vyžadují šoupátka ve formě nebo je nelze vstřikovat vůbec; u SLS nestojí nic navíc.
• Malé díly. Mnoho malých dílů lze poskládat do jedné tiskové úlohy SLS, což udržuje cenu za díl nízko.
• Změny designu. Každá změna vstřikovaného dílu znamená úpravu nebo výměnu formy. U SLS nahrajete nový soubor.
• Mnoho variant. Deset verzí dílu po dvaceti kusech znamená deset forem, nebo jednu tiskovou úlohu SLS.
• Nejistá poptávka. Žádný kapitál není vázán ve formě pro produkt, kterého se může prodat méně kusů, než se plánovalo.

Co ho táhne dolů (ve prospěch vstřikování)

• Velké, objemné díly. U SLS zabírají v tiskové úloze spoustu místa; podívejte se na náklady na 3D tisk SLS, proč na velikosti záleží více než na hmotnosti.
• Jednoduché tvary. Díl, který lze vyrobit jednoduchou dvoudílnou formou, plně těží z levných časů cyklu.
• Stabilní, vysoké objemy. Jakmile je poptávka známá a design finální, vstřikování lze jen těžko překonat.
• Požadavky na povrch a materiál. Lesklé nebo texturované povrchy, materiály plněné sklem nebo speciální třídy a průhledné díly ukazují na vstřikování.

Pravidla pro navrhování se liší

Díl navržený pro vstřikování lze vytisknout, ale ne naopak. Vstřikování vyžaduje:

Pokud se bude díl nakonec vyrábět vstřikováním, navrhněte jej od začátku s úkosy a prvky vhodnými pro formování a rané verze vytiskněte pomocí SLS. Pokud díl zůstane v malých počtech, využijte svobodu SLS: slučte díly, přidejte vnitřní kanálky, vynechte úkosy. Pravidla pro navrhování pro SLS pokrývají pravidla, která je třeba dodržet.

Materiál: podobný, nikoli identický

Naše SLS díly jsou vyráběny z PA 12 (EOS PA 2200), nylonu, který se používá i při vstřikování. Vlastnosti slinutého dílu nejsou stejné jako u vstřikovaného: pro PA 2200 uvádí EOS pevnost v tahu 48 MPa v rovině vrstvy a 42 MPa napříč vrstvami a tažnost při přetržení 18 % oproti 4 %. Vstřikovaný nylonový díl je plně hutný a obvykle tažnější. Použijte SLS díly k testování lícování, funkce a montáže; pokud musí finální produkt projít testy ve vstřikovaném materiálu, otestujte před uvedením na trh vstřikované vzorky.

Dodací lhůta

Výroba produkční formy obvykle trvá týdny a před schválením dílů vyžaduje vzorkování a korekce. SLS díl je vytištěn, dokončen a odeslán v řádu dnů; kalkulačka nabízí tři rychlosti dodání. Tento časový rozdíl má často větší hodnotu než rozdíl v ceně: produkt na trhu o týdny dříve, nebo montážní linka, která nečeká na chybějící přípravek.

Využití obojího: překlenovací výroba

Mnoho produktů využívá oba procesy postupně:

• Prototypy: SLS díly pro testy lícování a funkce, několik iterací návrhu.
• Ověřovací série a uvedení na trh: SLS díly v desítkách až stovkách kusů, zatímco se vyrábí forma.
• Série: vstřikované díly, jakmile je návrh finální a poptávka je prokázána.
• Náhradní díly a konec životnosti: opět SLS, když objemy klesnou a skladování formy stojí více než tisk.

Stejný přístup funguje pro přípravky a montážní pomůcky používané společně se vstřikovanými produkty; viz 3D tištěné přípravky a upínače.

Kontrolní seznam: je SLS vhodné pro toto množství?

• Získejte cenu SLS pro skutečné množství z kalkulačky.
• Získejte cenovou nabídku na formu a cenu za vylisovaný díl.
• Vypočítejte N = T ÷ (S − M) a porovnejte s vaším očekávaným objemem za dobu životnosti produktu.
• Přičtěte náklady na změny designu, které ještě očekáváte.
• Přičtěte hodnotu času uvedení na trh.
• Zkontrolujte, zda design vyžaduje prvky, které dokáže vyrobit pouze SLS.
• Zkontrolujte, zda finální materiál a povrch musí být vylisovány.

Pro designovou stránku rozhodnutí, včetně pozdějšího přizpůsobení dílu pro vstřikování, mohou specialisté z prototype.builders posoudit váš konstrukční záměr. Pro SLS stranu rovnice nahrajte díl do okamžité SLS kalkulačky a vyzkoušejte několik množství: cena za díl se okamžitě aktualizuje.

Časté dotazy

Kdy je 3D tisk levnější než vstřikování do formy?

Když je množství pod bodem zvratu: zhruba náklady na formu dělené rozdílem mezi cenou SLS za díl a cenou vylisovaného dílu. U složitých nebo malých dílů a měnících se designů může být tento bod stovky nebo tisíce kusů.

Jak vypočítám bod zvratu mezi SLS a vstřikováním do formy?

Vydělte náklady na formu T rozdílem mezi cenou SLS za díl S a cenou vylisovaného dílu M: N = T / (S - M). Použijte cenu SLS při vašem skutečném množství, protože klesá s tím, jak více dílů sdílí jednu tiskovou úlohu.

Lze SLS použít pro malosériovou výrobu?

Ano. SLS nepotřebuje žádné nástroje a skládá mnoho dílů do jedné tiskové úlohy, takže desítky až stovky dílů z PA 12 jsou typickým využitím, včetně pilotních sérií během výroby formy.

Jsou díly z SLS stejně pevné jako díly vstřikované do formy?

Ne tak docela. Sintrovaný PA 12 je pevný a houževnatý, ale vstřikovaný nylonový díl je plně hutný a obvykle tažnější. Díly z SLS použijte pro kontrolu tvaru a funkce; pokud musí být finální materiál certifikován, otestujte vstřikované vzorky.

Potřebují díly z SLS úkosy?

Ne. Neexistuje žádná forma, ze které by se díl vyjímal, takže úkosy, vtoky a stopy po vyhazovačích se zde neuplatňují. Pokud se bude díl později vstřikovat, zahrňte úkosy hned od začátku.

Jak rychlé jsou díly z SLS v porovnání s novou formou?

Výroba produkční formy obvykle trvá týdny plus vzorkování. Díly z SLS jsou vytištěny, dokončeny a odeslány v řádu dnů, se třemi rychlostmi dodání v kalkulátoru.