對於3D列印和注塑的關係，終於有人說實話了

在過去的六年里，全球3D列印市場翻了一番多。分析師估計，到2020年，該行業的價值將達到31億美元。相比之下，到2023年，全球塑料成型市場預計將達到6900億美元。

近日，住友(Sumitomo)Demag的英國董事總經理奈傑爾·弗勞爾斯(Nigel Flowers)提出了一些不同意見，他說：「3D列印將推翻傳統的製造技術（包括模製、鍛造、鑄造，甚至是減材數控制造）的想法簡直是危言聳聽。」

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規模經濟

弗勞爾斯說：「目前，3D列印的速度不夠快，成本也不夠高，無法大規模生產大量的塑料精密零件。」「3D列印對原型製造和低體積定製零件的生產都是有益的。」

幾年來，醫療部門已經成功地使用3D列印來生產定製的假肢、植入物、髖關節置換、助聽器，甚至是假牙。對於這些功能部件，由於製造模具工具的成本，注射成型在經濟上是不可行的。

同樣，航空航天製造商正在採用3D列印技術來升級部件，並為維護、維修和大修(MRO)創造替代部件。空客的一份報告預計，未來20年，MRO的支出將翻一番，達到每年1200億美元以上。對於準備時間長、供應鏈複雜或過時的飛機零部件，3D列印提供了一種靈活的選擇。

弗勞爾斯補充道：「一旦批量生產上升，注射成型的臨界點就會相對較快地到來。」通常情況下，生產電子外殼的大規模模型機的ROI估計為10000件。」

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環境影響

3D列印的可持續性證書通常是不確定的。雖然一些擁護者說，本地化列印節省了運輸成本，但衡量真正的環境影響要複雜得多。

「今天的注塑機，特別是全電動系統，繼續減少能源消耗，」弗勞爾斯解釋說：「例如，最新的住友(世)DEMAG IntElect系列產品使用的能量與家用水壺的耗電量相同——一些3D列印工藝的耗電量是注射成型機的50-100倍。」

許多人將3D列印等同於更少的材料浪費。然而，在快速原型的開發周期可能涉及列印多個版本，浪費仍然很高。此外，由於不同材料的混合、研磨和回收列印部件的3D列印可能是具有挑戰性的。

在塑料模塑中，提供一種在可接受的範圍內和聚合物的分子量範圍內的再研磨混合物，沒有受到損害，並且符合規格，這種混合物(通常是10%的再研磨到純聚合物)可以在機器上運行。儘管如此，模具仍然謹慎使用重新研磨塑料，特別是在精密零件，原始材料即使是細微的變化都都可能影響收縮，造成閃光或改變外觀。

然而，增材製造可以幫助延長產品的使用壽命，列印過時的模具零件不再生產。它還可以製造複雜的幾何形狀和特徵以前認為是不可能的零件。

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實時製造

列印一個單獨的部件，例如外科心臟瓣膜，需要時間，所以這是否可以被定義為實時製造是值得懷疑的。

相反，擁有大量注塑機、連接和獲取數據以實現速度和規模的智能工廠可能是最具革命性的例子，尤其是在生產計劃可以根據庫存水平自動調整的情況下。

「在緊張和不穩定的貿易政策時期，由於能夠在當地生產零部件而不是依賴進口，許多製造商不得不推動其重新銷售計劃，轉而轉向國內模塑供應商。」關鍵的基本原理是加快組件的周轉速度，確保業務安全，並使依賴組件訂單的客戶放心。」弗勞爾斯說。

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重複性

對於批量生產運行，重複性是不可商量的。今天的注射成型機提供高質量的零件，始終如一，具有嚴格的公差和高的美容處理，數千至數百萬次連續。

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質量

對於沒有關鍵尺寸或機械性能要求的短期商品零件，增材製造可以交付功能部件。然而，由於零件是分層列印的，大多數3D組件需要一些後處理工作才能創建一個光滑的表面光潔度。這增加了整個處理時間，因此增加了成本。

在注射成型中，模具工具可以產生光潔度和表面紋理。一旦成型，零件可能需要經過額外的後期生產完成，如脫氣，去除多餘的材料，如果樹脂流血，並有可能衝壓和裝飾。然而，這些過程往往是自動在成型細胞內。

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可追溯性

對於航空航天和醫療等行業來說，3D列印部件的可追溯性是一個關鍵問題。假冒和知識產權保護是另一個關鍵問題。

為了解決這一問題，軟體和硬體需要完全連接，3D列印供應鏈必須完全透明。開發還處於早期階段，但包括列印QR代碼和將數字文件嵌入到組件中。

注射成型的可追溯性更先進，大多數機械供應商提供安全的數據採集和文檔。最近，Sumitomo(SHI)DEMAG開發了一個模具裝飾(IMD)單元，每個模製部件都可以得到一個獨特的設備標識符(UDI)，所有的處理數據都由製造執行系統(MES)安全地保存。

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強度

強度和耐久性的變化將取決於所使用的材料。3D印表機在圖層中創建一個部件。雖然2D輪廓可能很強，但弗勞爾斯說，PET層間的結合將無法與已經成型的固體質量相提並論。

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時間和地點

總之，弗勞爾斯強調，技術和技術都有空間：「3D列印對於迭代設計是很好的，我們越來越多地看到模具使用它們來測試新概念和創建模具原型。相反，我們應該互相推介，認識到兩者各有其獨特的優勢，而創新的水平亦會繼續加快。」

來源：3D列印商情

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