3D-печать против формовки из силикона против стальной формы

3D-печать, формовка силикона, стальная форма, какое решение подойдет вам лучше всего

Вы сталкиваетесь с дилеммой выбора между 3D-печатью, формованием из силикона и формованием из стали при разработке нового продукта? В этой статье мы проанализируем три основных процесса и дадим вам четкое представление о том, как точно подобрать метод производства в соответствии со стадией разработки продукта и емкостью рынка. Если у вас все еще есть сомнения, свяжитесь с нашими профессиональными инженерами в конце этой статьи для получения индивидуальных решений по разработке нового продукта.

 

3D-печать — гибкая разработка с нулевой стоимостью пресс-формы

Что такое 3D-печать?

 3D-печать это процесс создания трехмерных твердых тел напрямую путем укладки материалов (пластик/смола/металл) слой за слоем, без необходимости использования форм для максимальной свободы дизайна. Это процесс изготовления объектов на основе цифровой модели в накопительной манере материалов. В отличие от обработки на станках с ЧПУ (производство субтрактивных материалов) или литья (производство изоматериалов), основной процесс состоит из трех методов накопления материалов: FDM-экструзия расплава термопластиков, SLA УФ-лазерное отверждение жидких смол и SLS-лазерное спекание полимерных порошков. После постобработки формованных заготовок можно получить готовые детали.

Какую информацию необходимо предоставить клиентам?

Если для вашего нового продукта требуется 3D-прототипирование, вам необходимо предоставить необходимые документы: 3D-модель (формат STP/IGS) и требования к параметрам: допуски размеров, требования к обработке поверхности (покраска/покрытие), функциональные требования (температура/ударная прочность) и сценарии применения конечного продукта. Наши инженеры проанализируют предоставленную вами информацию и предоставят вам профессиональные предложения по осуществимости производства. Если у вас нет дизайнера, который мог бы нарисовать для вас 3D-чертежи, Grandshine также может предоставить вам услуги по проектированию продукта.

Типы продукции, подходящие для 3D-печати

Процесс 3D-печати в основном используется на ранней стадии разработки продукта для проверки концепций дизайна продукта, анализа структуры продукта, демонстрации основных функций. 3D-печать может достичь традиционной технологии, которая не может быть реализована в формованных структурах, таких как части скелета, медицинское оборудование, хирургические шаблоны, стоматологические модели и т. д., и может быть реализована в недорогой демонстрации осуществимости дизайна продукта.

Какие материалы можно производить с помощью 3D-печати?

Благодаря преимуществам недорогого быстрого прототипирования, 3D-печать может производить пластиковые изделия, такие как PLA, ABS, Nylon, PETG и т. д.; высокопрочные и устойчивые к высоким температурам изделия, такие как PC, PP, Peek, а также светочувствительные смолы и стандартные смолы с высокой точностью и гладкой поверхностью. Если вы не уверены, какой материал вам нужен для 3D-печати, просто объясните нашей инженерной команде сценарий применения вашего продукта и требуемую категорию испытаний, и мы сможем предоставить вам профессиональную консультацию.

Преимущества и недостатки 3D-печати

Преимущества 3D-печати заключаются в возможности производства с нулевой стоимостью пресс-формы, заказе от 1 штуки и быстрой доставке в течение 5 дней, а также в возможности быстро обосновать проектирование продукта при низкой стоимости, поддержке сложных конструкций за один проход и внесении изменений и обновлений в проект.

 

Однако 3D-печать также имеет очевидные недостатки, такие как высокая стоимость за единицу, низкая эффективность в массовом производстве и невозможность проведения функционального тестирования или массового производства некоторых продуктов. Если ваш продукт находится на начальной стадии проектирования, вы можете использовать 3D-печать для демонстрации дизайна продукта и многочисленных модификаций и корректировок. Если вам нужно сделать пробное производство небольшой партии, вы можете рассмотреть услугу по формованию силикона Grandshine.

 

Силиконовое формование — золотой выбор для мелкосерийного пробного производства

Что такое силиконовая формовка?

Повторное формование силикона (также известный как вакуумная инъекция, силиконовая мягкая форма) - это вид использования прототипных деталей 3D-печати в качестве мастер-модели, копирования силиконовой формы, а затем использования формы в вакуумной среде в мелкосерийном литьевом производстве пластиковых деталей. Его основная цель - удовлетворить спрос на мелкосерийное пробное производство (десятки-сотни штук), без открытия помещения дорогостоящей стальной формы, быстро приблизиться к производительности литьевых деталей продукта, для предпродажного тестирования или предпродажного пользовательского опыта.

Процесс производства силиконовых форм

Процесс повторного формования силикона состоит из 4 основных этапов:

Шаг 1: 3D-печать (например, светочувствительная смола/SLA) используется для изготовления высокоточного прототипа изделия (т. е. мастер-формы), как правило, точность может достигать 0,2 мм.

Шаг 2: Закрепите мастер-форму в рамке формы и залейте жидкий силикон; после затвердевания разрежьте силикон и извлеките мастер-форму, чтобы сформировать полую полость (т. е. мягкую силиконовую форму).

Шаг 3: Поместите мягкую силиконовую форму в вакуумное литьевое оборудование, впрысните в силиконовую форму материал ПК, АБС, ПП, ПОМ, ПУ и другие материалы; после затвердевания извлеките из формы и получите копию.

Шаг 4: Обработка поверхности, например, распыление масла или нанесение гальванического покрытия.

 

Какие виды продукции можно производить методом повторного формования силикона?

Методом повторного формования силикона можно производить небольшие партии различных изделий:

Изделия из твердых материалов (таких как АБС, ПП, ПК): такие как корпуса, кнопки, защитные покрытия и т. д.

Изделия из мягких материалов (таких как ТПУ, ТПР): например, ручки медицинского оборудования, мягкие прокладки, детали салона автомобиля.

Изделия из оптически прозрачных материалов: такие как линзы сканеров и оптические изделия.

Изделия из огнестойких или пищевых специальных материалов: например, корпуса бытовой техники или силиконовые кухонные принадлежности.

Точность формования силикона может достигать 0,2 мм, что практически эквивалентно размерной точности стальных формованных изделий. Эта технология может широко использоваться в потребительской электронике, медицинском оборудовании, автомобилестроении, производстве подарков, бытовой техники и других областях.

Надежность силиконовой формовки

Вы можете беспокоиться о том, что мелкосерийные изделия, произведенные методом повторного формования силикона, не пройдут испытание на надежность. Вам не нужно слишком беспокоиться об этой проблеме, большинство изделий из повторно формованного силикона могут достигать прочности 80% деталей, отлитых под давлением, что является прочным и надежным для краткосрочного использования. Кроме того, это мелкосерийное изделие может пройти испытание на циклическую температуру -30℃~80℃. Оно также может пройти сертификационные испытания EN71-3 (игрушки) и RoHS (электроника). Таким образом, изделия из краткосрочного формования силикона прочны и надежны и могут удовлетворить ваши потребности в предпродажной подготовке.

Преимущества и недостатки формовки силикона

Силиконовая переформовка имеет большое преимущество, ее стоимость составляет всего 1-5% стальной формы ($200-$800), время выполнения формы также очень быстрое, в основном 10-15 дней, чтобы доставить первую партию товара. Стальные формы занимают 20-40 дней, а цикл разработки продукта занимает не менее 45 дней. Силиконовая переформовка может поддерживать мелкосерийное производство, набор силиконовых переформовок может производить 20-50 единиц продукции с большей гибкостью, а поверхность продукта близка к деталям, отлитым под давлением. Стальные формы обычно требуют минимального заказа в 1000 единиц или более, а настройка цвета также будет иметь минимальное количество ограничений.

Однако есть и очевидные недостатки формования силикона. Во-первых, точность размеров изделия может достигать только ±0,2 мм (ниже, чем у стальных форм – высокоточные стальные формы могут достигать 0,01 мм). Во-вторых, устойчивость повторно формованных силиконовых изделий к атмосферным воздействиям плохая, они легко желтеют и деформируются в течение длительного времени, неспособны удовлетворить потребности в долгосрочном использовании. Наконец, срок службы формы короткий, при изготовлении комплекта форм более 50 штук могут появиться деформации и риск увеличения погрешности размеров.

Наши услуги по формовке силикона

Если прогноз по разработке нового продукта составляет менее 200 штук, вы можете рассмотреть процесс формовки силикона Grandshine, максимальный размер формовки силикона обычно составляет 1000 мм x 1000 мм, если прогноз по разработке продукта составляет более 500 штук, мы рекомендуем использовать формовку из стали. Grandshine предоставляет поддержку производства стальных форм с низким MOQ для стартапов и новых проектов, с первыми заказами от 500 штук, помогая вам получать высокоточные и качественные продукты по низкой цене для рыночных испытаний и валидации.

 

Стальная форма — оптимальное производственное решение для массового производства

Что такое стальная форма?

Стальная форма — металлическая форма, используемая для крупносерийного, высокоточного производства в обрабатывающей промышленности, обычно изготавливаемая из высококачественной стали (например, P20, H136, NAK80, 718H и т. д.) с помощью обработки на станках с ЧПУ, электроэрозионной обработки (ЭЭО), полировки и других прецизионных процессов.

Существует 5 основных типов пресс-форм для стальных изделий

Пластиковые литьевые формы: В основном применяется для массового производства пластиковых деталей, изделий, включая корпуса сотовых телефонов, планшетных ПК и других электронных изделий, корпуса медицинского оборудования, внутренние панели автомобилей, абажуры, зубные щетки, крышки для бутылок, корпуса кухонных приборов и другие предметы повседневного спроса.

Формы для литья под давлением: в основном используется в массовом производстве изделий из алюминиевого/цинково-магниевого сплава и других металлов, в том числе центральных рам планшетных ПК, металлических корпусов электроинструментов, промышленных изделий, таких как радиаторы.

Штамповочные формы: в основном используется для штамповки/гибки/растяжения листового металла, продукция включает в себя металлические центральные рамки сотовых телефонов, корпуса инверторов и аккумуляторных батарей, кастрюли из нержавеющей стали и другие кухонные принадлежности.

Выдувные формы: в основном используется в массовом производстве полых пластиковых изделий, включая бутылки для напитков, косметические флаконы и другие контейнеры.

Силиконовые формы: В основном применяется для массового производства изделий из мягкого силикона, таких как ручки для сканеров, ручки для велосипедов, детские силиконовые товары, силиконовые решетки для льда, силиконовые формы для тортов, силиконовые формы для конфет, силиконовые уплотнители и другие изделия.

Grandshine имеет 20-летний опыт в производстве пресс-форм и может изготовить для вас индивидуальные литьевые формы, силиконовые формы, формы для литья под давлением и штамповочные формы для различных продуктов. Grandshine может предоставить вам комплексное управление производством цепочки поставок продукции от проектирования продукта до производства пресс-форм, массового производства и сборки продукта.

 

Процесс производства стальных форм

Весь процесс производства стальной пресс-формы состоит из 8 основных этапов.

(1) Анализ и проектирование продукта: наша инженерная группа проверит чертежи проекта продукта на предмет углов наклона, толщины фарша, линий разъема и т. д., оптимизирует структуру для снижения риска открытия пресс-формы, предоставит отчет DFM и выполнит трехмерное проектирование пресс-формы и анализ потока в пресс-форме.

2) Выбор стали: обычно выбирают закаленную сталь H136 и подвергают ее закалке и упрочнению, чтобы срок службы формы достигал 500 000 раз.

(3) Прецизионная обработка на станках с ЧПУ.

(4) специальная обработка (электроэрозионная и проволочная резка и т. д.): точность ± 0,003 мм, чистота поверхности Ra 0,4 мкм.

(5) Обработка поверхности: в зависимости от конечного эффекта продукта, полировка, дубление или упрочнение поверхности (например, азотирование) для улучшения текстуры поверхности продукта.

6) Сборка модуля.

(7) Пробная форма T0 и исправление: проверка соответствия структуры и внешнего вида продукта требованиям и оценка того, может ли эффективность производства удовлетворить спрос на эффективное массовое производство.

8) Техническое обслуживание и доставка пресс-форм.

Каждый из этих 8 этапов является отличным испытанием профессионального и технического уровня инженера. Хорошая команда инженеров может сделать каждую деталь пресс-формы чрезвычайно точной на каждом этапе производства. Непрофессиональная команда инженеров не сможет достичь высокого уровня качества и точности пресс-формы, что может привести к различным проблемам с качеством продукции на более поздних этапах производства, а также к задержкам в графике поставок из-за постоянных модификаций пресс-форм и т. д.

Команда инженеров-инструментальщиков Grandshine имеет 20-летний опыт производства оснастки и специализируется на производстве высококачественных прецизионных пресс-форм, которые использовались в производстве United Airlines, T-Mobile, Samsung, Lenovo и других компаний.

 

Преимущества стальных форм

Как важный носитель современного интеллектуального производства, основные преимущества стальной формы отражены в трех измерениях: высокая точность, длительный срок службы и экономичность массового производства. По сравнению с силиконовой и алюминиевой формами стальная форма имеет 7 очевидных преимуществ:

Первый, стальная форма имеет абсолютное преимущество в точности: точность до ± 0,01 мм (точность формы из силиконового компаунда обычно составляет ± 0,2 мм), чистота поверхности до Ra 0,02 мкм. Это важный процесс производства высокоточных изделий, медицинских приборов, автомобильных линз и т. д.

Второй, длительный срок службы: стальная форма может использоваться до 300 000-1 000 000 раз, стоимость массового производства единичных изделий очень низкая. Например, непрерывное производство 2 миллионов деталей для литья под давлением корпуса сотового телефона Apple (сталь SKD61) по-прежнему обеспечивает точность ± 0,03 мм. Срок службы силиконовой пресс-формы обычно составляет всего 20-50 раз, что не способствует массовому производству.

ТретийМассовое производство единичных изделий имеет очень низкую себестоимость: благодаря длительному сроку службы стальной формы и высокой производительности на начальном этапе необходимо инвестировать только в стоимость формы, можно производить большие партии продукции, себестоимость единичного изделия составляет всего одну десятую или даже ниже стоимости силиконовой формы или 3D-печати.

ЧетвертыйРазнообразие материалов производства: стальная форма может обрабатывать ПК, ПП, АБС, ТПУ, ТПР, ТПЭ, ПОМ, армированный стекловолокном пластик, высокотемпературный конструкционный пластик ПЭЭК, жидкий силикон, литьевой жидкий металл и другие материалы для удовлетворения различных требований к применению продукции.

Пятый, эффективность производства очень высока: производственный цикл одной детали стальной формы занимает всего 15-60 секунд, а суточная производительность одной литьевой машины может достигать 2000-5000 штук. Силиконовая компаундная форма в основном основана на ручном управлении, производственный цикл одной детали обычно занимает 2-4 часа.

Шестое, Разнообразие обработки поверхности: стальная форма поддерживает производство полированной, текстурированной под кожу, текстурированной под дерево, матовой текстуры, геометрической микроструктуры и тысяч текстур, в то время как силиконовая форма обычно поддерживает только ограниченное количество текстур.

СедьмойГарантия постоянства качества партии продукции: изделия, произведенные с использованием одного и того же набора стальных форм, могут сохранять высокую степень постоянства размеров, функций и структуры.

 

Наши услуги по изготовлению стальных форм

Стальные формы производятся в широком спектре производственных отраслей, включая бытовую электронику, медицинские приборы, автомобильные детали, товары для животных, предметы первой необходимости, кухонная и ванна техника и многие другие области. Если ваши продукты должны поступить в массовое производство и должны поддерживать низкую стоимость за единицу, стабильные и строгие требования к качеству, а также должны пройти ряд испытаний или соответствовать отраслевым стандартам, то стальные формы являются идеальным выбором для вашего производства.

Grandshine предоставляет вам профессиональные услуги по проектированию, производству и массовому производству стальных форм. Благодаря собственным производственным базам в Китае и Малайзии, сертификации ISO9001 и ISO14001 и наградам национального высокотехнологичного предприятия, Grandshine является вашим надежным поставщиком форм.

Рекомендуемый путь разработки нового продукта

Трехэтапный метод продвижения (в качестве примера возьмем интеллектуальные аппаратные продукты)  

Этап 1: Проверка концепции (от 1 до 10 экземпляров) с использованием процесса 3D-печати, основная цель — проверка обоснованности внешнего вида и структуры дизайна продукта.

Этап 2: Пользовательское тестирование (50–300 изделий) с использованием процесса повторного формования силикона; основная цель — вывести на рынок недорогие мелкосерийные продукты, собрать отзывы пользователей, подтвердить потребности пользователей, проверить осуществимость дизайна продукта и заложить основу для окончательного массового производства.

Этап 3: Официальное массовое производство (>500 шт./месяц) с применением процесса литья стали, основная цель — использование для массового производства, реализация автоматизированного производства, контроль затрат и обеспечение стабильности качества.  

 

Решения для производства Grandshine

Компания Grandshine, как профессиональный эксперт по разработке новых продуктов, предоставляет вам полную цепочку услуг: от проектирования продукта → рассмотрения проекта → проверки образцов, напечатанных на 3D-принтере → мелкосерийного пробного производства с использованием силиконовых форм → массового производства стальных форм → сборки и доставки продукции.

У нас есть собственные заводы по производству пресс-форм и производственные цеха в Китае и Малайзии с ежемесячной производительностью до 500 000 шт. Наши заводы сертифицированы по стандартам ISO9001 и ISO14001 и удостоены звания Национального высокотехнологичного предприятия.

Если у вас возникли проблемы с управлением цепочкой поставок или вы хотите разработать свой собственный уникальный дизайн продукта, наша команда инженеров может предоставить вам профессиональные услуги. Контактный адрес электронной почты: Кайвин@grashine.com или же WhatsApp: 0086 13823302586!