增材制造和注塑成型如何结合？

2023 年 1 月 02 日 | 阅读时间：5 分钟

通过结合增材制造和注塑成型，您可以掌握零件的整个生命周期。请参阅我们的三步流程，并下载白皮书了解更多详情。

选择两全其美的方案

增材制造 (AM）和注塑成型（IM）经常被描述为两种相互竞争的塑料加工技术。有时，AM 被定位为一种颠覆性的生产技术，会抢占传统产品的市场份额。然而，注塑成型是一项成熟的成熟技术，已发展了近一个世纪，可为各种应用的批量生产提供高质量和可重复性--使用多种材料生产多达 1000 万个零件的批量生产是现实的期望。

反之亦然、增材制造如今，用户可以利用全数字化价值链，经济地生产大规模定制零件、复杂几何形状和多达 20 万件的小批量零件。

欧盟委员会最初对先进制造业的定义如下：

"先进制造业利用新技术和创新尖端技术，如机器人技术、3D 打印、人工智能、高性能计算和建模，生产复杂的产品[......]"。大多数资料来源都强调 "注重创新 "是其定义的核心要素。本文作者对现有定义进行了扩展，增加了以下内容："先进聚合物制造是指能够在传统和现代塑料加工技术之间无缝切换，从而在整个产品生命周期内实现创新"。

要实现真正意义上的先进制造，需要在整个制造生命周期中以灵活的方式将这两种技术结合起来。如何实现这一点，部分取决于任何特定应用的技术和经济要求。同样重要的是要记住，先进制造不应被视为包罗万象，不同的生产技术组合将适用于生产生命周期的不同阶段。

我们 EOS 的咨询部门Additive Minds 与领先的注塑机制造商 KraussMaffei 密切合作，共同构思了这一方法，以反驳 AM 和 IM 之间的 "斗争"。我们共同创建了一个框架，帮助企业评估当前和未来在塑料制造的不同方面可能面临的挑战，并确定如何最好地应用和整合这两种工艺技术。

该框架将帮助决策者根据以下三类标准选择合适的塑料加工技术：技术、经济和组织对先进制造的准备程度。该框架的输出结果是一系列图表，显示以下哪种制造方案是合适的：

将 AM 应用于原型开发，并在量产阶段开始时转用 IM
AM 和 IM 在技术上都适用于增产和减产阶段。经济标准决定了从 AM 到 IM 的批量大小
根据所提供的技术和经济标准，推荐完整的 AM 解决方案
根据所提供的技术和经济标准，推荐完整的 IM 解决方案

使用决策框架

为某项应用寻找最合适的制造技术可能具有挑战性，尤其是在试图确定是侧重于注塑成型等传统制造技术，还是侧重于工业增材制造等技术时。

已开发的决策框架是一个简单的三步流程，可帮助您为每种应用选择最合适的制造技术。完成特定应用和生命周期阶段的评估表后，会生成一组图表，建议考虑哪种制造方案

第 1 步 - 经济和技术标准评估

第一步是从经济和技术角度对申请进行评估，填写图中的评估表。每个经济和技术特征都有一个分值，根据其重要性影响框架的建议。

经济因素包括产品系列的规模、制造时间、产品是否可高度定制以及产品的生命周期阶段。技术特性包括零件尺寸、表面质量和公差要求，以及法规要求和材料供应情况。

表中有四个特征用蓝色/橙色标出。这些特征被定义为 "明星特征"。如果这些特征适用，则将推动该方案成为完整的 AM 或 IM 解决方案。

这种情况的一个例子是系列规模超过 500K/annum 的应用。在这种情况下，IM 的模具成本和生产率将超过市场上的任何 AM 解决方案。另一方面，如果应用需要大规模定制，那么 AM 方案将超过为定制应用生产多种工具的成本；因此，应用将转向仅使用 AM 的生产方案。

第 2 步 - 评定公司的组织准备程度

表格的最后一部分是组织准备情况。归根结底，这是该框架最重要的方面，因为它界定了公司评估和转换技术的能力。

这一点很重要，因为如果一个组织无法实际将技术组合应用到特定应用中，那么提出这样的建议就没有什么意义了。为此，即时通讯知识水平（内部）、技术间互换的风险以及对新技术的开放程度等特征，都将影响框架针对相同经济和技术标准提出的方案。本部分的评估结果将把一个组织置于以下级别之一：

低 -该组织专门从事 IM 或 AM。该组织拥有成熟的制造能力和生产线运行经验。
中等 -该组织专门从事 IM 或 AM。此外，它还具备初级或中级应用另一种技术的知识。可以根据简单的盈亏平衡分析，做出有利于其中一种技术的决策。
高 -该组织擅长这两种技术，并能在传统和现代塑料加工技术之间无缝切换。它对所有材料都有必要的了解，对两种制造技术的流程都有深入的专业知识，并了解现有的制造产量。

步骤 3 - 分析结果

完成后，该框架会根据白皮书中概述的组织准备程度提供三个图表。通过审查不同的图表，可以看出组织准备程度的影响，并突出了诚实面对制造商在先进制造之路上所处阶段的重要性。最后的建议提供了一个与整个制造过程中所有利益相关者进行讨论的要点。

互补性制造技术

如今，AM 和 IM 生产技术已成为先进制造愿景的重要组成部分。传统制造技术与数字制造技术之间的无缝转换取决于零件特性、经济方面、生命周期阶段和总体组织准备情况。

通过使用本文概述的逐步方法，制造商可以轻松过渡到结合制造工艺的先进制造技术。该框架为您提供了一个工具，帮助您提出正确的问题，并决定是使用注塑成型还是增材制造。