Seit über einem Jahrhundert werden Polymere im Fertigungsprozess eingesetzt, um Teile durch Spritzguss und 3D-Druck zu produzieren. Von den ersten Spritzgussmaschinen bis hin zum modernen 3D-Druck haben sich die Konzepte über die Jahrzehnte weiterentwickelt, um Industrien auf der ganzen Welt die Produktion zu ermöglichen.

Seit 1872 wird das Spritzgießen zur Massenproduktion einer Vielzahl von Produkten eingesetzt. Dabei werden Polymere verwendet, die speziell für den Einsatz in den ersten Spritzgießmaschinen erfunden wurden, von denen einige auch heute noch im Einsatz sind.

Spulen Sie vor bis 1980 und Hideo Kodama meldete das erste 3D-Druck-Patent an. Sein Patent beschrieb ein Rapid-Prototyping-System, das UV-Licht zum Aushärten von Photopolymeren verwendete. Allerdings wurde Hideo's Idee weitgehend übersehen und es dauerte, bis Chuck Hull seine Version 4 Jahre später patentierte, für die wirkliche Geburt des 3D-Drucks, wie wir ihn kennen.

Der 3D-Druck hat es anfangs schwer gehabt, das Spritzgießen als Methode der Wahl für Hersteller zu ersetzen, die mit den traditionellen Methoden gut vertraut sind - bis jetzt!

Um zu verstehen, wie der 3D-Druck im Gegensatz zum Spritzguss eine Massenfertigung ermöglichen kann, ist es wichtig, beide Verfahren zu kennen und zu wissen, wie sie sich im Vergleich zueinander verhalten.

Was ist Spritzgießen (IM)?

Nicht lange nach der industriellen Revolution verbesserten die amerikanischen Erfinder John Hyatt und sein Bruder Isaiah die Effizienz der Massenproduktion, indem sie das Spritzgießen konzipierten. Die Maschine nutzte einen Kolben, um geschmolzenen Kunststoff in eine Form zu spritzen und ermöglichte den ersten großen Fertigungsprozess in der Kunststofftechnik.

Produkte wie Knöpfe und Haarkämme waren einige der ersten, die von der Geburt des IM profitierten. Als sich die Technologie weiterentwickelte, begannen immer mehr Branchen davon zu profitieren, und sie wird auch heute noch für die Massenproduktion eingesetzt.

Was ist 3D-Druck und wie wird er in der additiven Fertigung eingesetzt?

Vereinfacht ausgedrückt, ist der 3D-Druck der Prozess der Erstellung eines dreidimensionalen festen Objekts aus einer digitalen Datei.

Als Photocentric im Jahr 2002 seine Reise begann, war der 3D-Druck keineswegs ideal für die Massenfertigung, er war teuer und proprietär, und es würde noch ein weiteres Jahrzehnt dauern, bevor der 3D-Druck in der additiven Fertigung Einzug in den Mainstream halten würde.

Frühe Patente begannen auszulaufen und 3D-Druck-Innovationen begannen, die Fertigungsprozesse zu revolutionieren. Im Jahr 2015 meldeten wir unser erstes 3D-Druck-Patent zur Verwendung von LCD-Bildschirmen für den 3D-Druck an. Im darauffolgenden Jahr brachten wir unseren Liquid Crystal 10 3D-Drucker auf den Markt, den weltweit ersten tageslichtaushärtenden 3D-Drucker, und ein neuer Horizont für die Branche brach an.

Durch die Verwendung eines LCD-Bildschirms als Lichtquelle wird eine ganze Schicht auf einmal geblitzt und geformt. Der LCD-Druck ist eine schnellere Alternative zu anderen Methoden und ermöglicht es den Herstellern, neue Produkte in einem bisher unvorstellbaren Tempo zu erstellen, zu gießen und zu individualisieren.

Beispiele für 3D-gedruckte Produkte

Die Drucker vonPhotocentrichaben es Herstellern aus einer Vielzahl von Branchen ermöglicht, eine breite Palette von 3D-gedruckten Produkten auf den Markt zu bringen, darunter Aligner, medizinische Geräte, Brillen, Automobilteile, PSA, Schreibwaren, Schmuck, Figuren und vieles mehr.

Da wir über ein Team von eigenen Chemikern, Ingenieuren und Forschungsentwicklern verfügen, sind wir in der Lage, Maschinen und Materialien zu produzieren, die den Anforderungen zahlreicher industrieller Herausforderungen entsprechen.

Vom Prototyping bis zur Performance, Photocentric hat Polymere, die perfekte Ergebnisse liefern.

3D-Druck-Materialien

Photocentric hat eine Reihe von Werkstoffen entwickelt, die den unterschiedlichen Anforderungen gerecht werden: von flexibel bis gießbar haben wir Werkstoffe entwickelt, die den Anforderungen des Marktes entsprechen.

Unser Sortiment deckt Branchen wie Dental, Luft- und Raumfahrt, Automobil, Medizin, Mode und mehr ab. Jedes Material hat eine einzigartige Qualität, die es ideal für die jeweilige Branche macht.

Texturen und Oberflächenbehandlungen

Frühen 3D-Drucken fehlte es an der Qualität der Oberfläche, die erforderlich war, um mit dem Spritzguss zu konkurrieren. Durch die Zusammenarbeit mit Softwarespezialisten wie CoreTechnologie haben wir jedoch das Gesicht der additiven Fertigung verändert und bieten nun eine anpassbare Oberfläche, die für jede Branche geeignet ist.

Damit können Hersteller ihre eigenen Logos, Texturen und kundeneigenen Oberflächen hochladen. Die Lösung bietet außerdem Zugriff auf mehr als 5.000 verschiedene Texturoberflächenstrukturen - eine echte Revolution für das Teiledesign und die Produktion!

Warum 3D-Drucken statt Spritzgießen?

Flexibilität - Der 3D-Druck bietet eine höhere Designflexibilität als das Spritzgießen, da jedes Design möglich ist und kontinuierlich geändert werden kann, um das beste Ergebnis zu gewährleisten.

Komplexität - Sie können problemlos einzigartige Strukturen in 3D drucken, während der Spritzguss nicht die gleiche Komplexität des Designs bietet.

Kundenspezifische Anpassung - Mit dem 3D-Druck ist es einfach, Designs zu ändern oder an die Bedürfnisse des Projekts anzupassen, ohne die Umrüstkosten, die beim Spritzguss anfallen.

Schnelligkeit - 3D-Druck hat eine schnelle Durchlaufzeit, vom Konzept bis zur Kreation ist es ein Klacks, eine Designdatei kann innerhalb von Stunden gedruckt werden, wohingegen das Spritzgießen eine Anfangsinvestition und Zeit benötigt, um zum Druck zu gelangen.

Einrichten - 3D-Druck erfordert lediglich einen Drucker und Material, um in Gang zu kommen, Spritzgießen erfordert viel mehr Zeit, Aufwand, Energie und Kosten, um in Gang zu kommen.

Materialkosten - Der 3D-Druck kann die Materialkosten durch die Einführung von starken und stabilen Gitterstrukturen reduzieren, um die gleichen Ergebnisse wie bei massiven Spritzgussteilen zu erzielen.

Überlegungen zu 3D-Druck und Spritzgießen!

Nachbearbeitung - Ein 3D-gedrucktes Teil braucht anschließend Zeit zum Aushärten, um seine Festigkeit und Gleichmäßigkeit zu gewährleisten. Beim Spritzguss hingegen müssen Sie möglicherweise ähnlich viel Zeit aufwenden, um Oberflächenfehler auszugleichen.

Infrastruktur - Da das Spritzgießen seit über einem Jahrhundert verfügbar ist, gibt es derzeit mehr Optionen für den Hersteller. Allerdings wachsen die Optionen für 3D.

Massenproduktion - Sobald ein Spritzgussverfahren eingerichtet ist, können Sie Zehn-/Hunderttausende desselben Teils produzieren, und je mehr Sie drucken, desto wertvoller wird das Spritzgießen.

Der 3D-Druck bietet jedoch Designfreiheit und ermöglicht es Ihnen, Änderungen vorzunehmen und eine maßgeschneiderte Lösung für jeden Kunden anzubieten.

Die Geschwindigkeit des Drucks war früher ein weiterer Faktor, der für den Spritzguss sprach. Mit der patentierten LCD-Drucktechnologie von Photocentricund der Druckkapazität von LC Magna hat sich der 3D-Druckprozess jedoch enorm beschleunigt und die Produktion großer Serien ist Realität. 

Kostenvergleiche zwischen 3D-Druck und Spritzgießen!

Es gibt viele Variablen zu berücksichtigen, wenn es um den Kostenvergleich zwischen 3D-Druck und Spritzgießen geht. Kurz gesagt ist der 3D-Druck mit Photocentric eine kostengünstige Fertigungsalternative zum Spritzgießen für alle Aufträge bis zu 500.000 Teilen.

Je mehr Teile hergestellt werden, desto mehr kann das Spritzgießen in 3D vorteilhaft sein, wenn keine kundenspezifischen Anpassungen oder Designoptimierungen erforderlich sind. Standardteile können mit Spritzguss pro Teil billiger hergestellt werden. Wenn man die anfänglichen Einrichtungskosten in die Gleichung mit einbezieht, sind die Materialien oft billiger als beim 3D-Druck.

Eine große Kostenersparnis beim 3D-Druck liegt jedoch in der Einrichtung. Der 3D-Druck ist mit relativ geringen Einrichtungskosten verbunden, denn sobald Sie die Maschinen besitzen, fallen kaum zusätzliche Kosten an. Beim Spritzguss hingegen ist die Konstruktion und Herstellung jeder einzelnen Form erforderlich.

Der wahre Wert der Einsparung ist jedoch die Zeit, und die Kosteneinsparung hängt hier wirklich vom Wert der Zeit für Ihr Unternehmen ab. Der 3D-Druck ermöglicht es Unternehmen, schneller auf den Markt zu kommen, und das ist ein Wert, den wir nicht für Sie berechnen können. Beim 3D-Druck ist es in der Regel so, dass Sie einen funktionierenden Prototyp in wenigen Tagen herstellen können, im Gegensatz zum Spritzguss, bei dem Sie mit einigen Monaten rechnen müssen.

3D-Druck statt Spritzgießen Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es den Spritzguss zwar schon viel länger gibt und er über ein Jahrhundert lang die einzige Möglichkeit zur Herstellung von 3D-Kunststoffteilen war, aber der 3D-Druck hat sich als echte Alternative etabliert.

Der 3D-Druck bietet jetzt mehr Möglichkeiten für die Massenproduktion von Kunststoffprodukten als je zuvor. Sie bieten mehr Flexibilität beim Design als bei IM und produzieren auch weniger Abfall.

Es ist wichtig, die Einrichtungskosten, die Zeit bis zur Markteinführung und die Materialkosten zu berücksichtigen, wenn Sie zwischen Spritzguss und 3D-Druck wählen. Wenden Sie sich noch heute an Photocentric , wenn Sie die wirklichen Vorteile des 3D-Drucks gegenüber dem Spritzgießen verstehen möchten, und Sie könnten Ihr Unternehmen schon bald umgestalten.