3D打印和循環(huán)經(jīng)濟(jì)之注塑成型

來(lái)源：增材之光

注塑成型圖

注塑是指將塑料顆粒壓入模腔,，在壓力和熱量作用下形成一定形狀,。與其他傳統(tǒng)制造工藝（如數(shù)控加工）相比,，注塑成型產(chǎn)生的廢品率低,，從而減少了原始塑料塊或板材的大部分比例,。然而,，這對(duì)于具有甚至更低廢品率的3D打印的增材制造工藝而言可能是負(fù)面的,。總的來(lái)說(shuō),，這是一種通過(guò)初始生產(chǎn)不會(huì)產(chǎn)生大量廢料的方法,。與注塑相關(guān)的缺點(diǎn)包括啟動(dòng)、成型和模具方面的高成本,。我們將在可持續(xù)性與增材制造方面對(duì)這種制造技術(shù)進(jìn)行比較,。

在注塑成型方面，運(yùn)輸廢料并不是一個(gè)大問(wèn)題,。在將材料放入注塑設(shè)備之前,，準(zhǔn)備好材料是很重要的。工廠或制造環(huán)境的布局對(duì)這種浪費(fèi)更為關(guān)鍵,。在增材制造方面可以得到類(lèi)似的想法,。通常必須向增材制造裝置供給材料，并且材料的運(yùn)輸依賴于工廠或制造環(huán)境的布局,。

模具空化

對(duì)于這種類(lèi)型的制造來(lái)說(shuō),，庫(kù)存浪費(fèi)是需要牢記的。注塑系統(tǒng)具有很高的生產(chǎn)率,。這個(gè)比率取決于兩個(gè)因素：
•周期
•模具空化
周期時(shí)間是指從頭到尾完成功能,、工作或任務(wù)所需的時(shí)間,。循環(huán)時(shí)間用于區(qū)分過(guò)程的總持續(xù)時(shí)間與其運(yùn)行時(shí)間。模具空化是指創(chuàng)造一個(gè)空的空間,，形成我們的模塑過(guò)程的基礎(chǔ),。因此，根據(jù)模具的尺寸,，循環(huán)時(shí)間應(yīng)有所不同,。使用注塑模具系統(tǒng)可以相當(dāng)快速地生產(chǎn)大量產(chǎn)品。如果組織可以自由地為第三方創(chuàng)建對(duì)象,，這可能會(huì)導(dǎo)致額外的庫(kù)存,。這可能是供應(yīng)商只是在第三方公司需要更多產(chǎn)品時(shí)進(jìn)行批量生產(chǎn)的情況。增材制造生產(chǎn)率基于周期時(shí)間和待打印物體的尺寸,。這導(dǎo)致更少的庫(kù)存浪費(fèi),，因?yàn)榇藭r(shí)打印大量材料有很多時(shí)間。

周期

在注塑成型與增材制造方面,，等待是一個(gè)很大的差異化因素,。多年來(lái)，3D打印技術(shù)在效率和速度方面大幅提升,。然而,，像注塑成型這樣的過(guò)程已經(jīng)建立了良好的生產(chǎn)率，并且經(jīng)過(guò)幾十年的使用已經(jīng)提高了,。

對(duì)于這兩種制造方法而言,，過(guò)度加工并不是一個(gè)問(wèn)題。注塑和3D打印都非常適合構(gòu)建快速的設(shè)計(jì)原型,。作者認(rèn)為最大的痛點(diǎn)在于處理,。對(duì)于3D打印機(jī)，后期處理是一個(gè)大問(wèn)題,。注塑成型部件在后處理方面確實(shí)存在問(wèn)題,，但目前并不像大多數(shù)3D打印系統(tǒng)那樣明顯。這樣就可以節(jié)省更多的時(shí)間和精力用于生產(chǎn),。

塑料與循環(huán)經(jīng)濟(jì)

最后,，我們將討論通過(guò)注塑成型生產(chǎn)的產(chǎn)品的回收和再利用的能力。注塑部件的再循環(huán)需要重熔和熔融過(guò)濾,。再循環(huán)材料的適當(dāng)再熔化在擠出機(jī)中的非常低的剪切速率和熔融溫度的下端發(fā)生,。剪切速率是指對(duì)某些材料施加漸進(jìn)剪切變形的速率。剪切變形是指當(dāng)材料物質(zhì)發(fā)生變形時(shí),，其中平行的內(nèi)表面彼此滑過(guò),。目的是溫和地重新熔化原始材料，這確保了材料特性的維持,。適當(dāng)?shù)娜垠w過(guò)濾過(guò)程將去除熔體中的任何污染物,，如纖維素,、金屬或木片。過(guò)濾是指通過(guò)添加僅允許流體通過(guò)的介質(zhì)將固體與流體（液體或氣體）分離的各種機(jī)械,、物理或生物操作中的任何一種�,，F(xiàn)有技術(shù)的熔體過(guò)濾是完全自動(dòng)化的，不需要手動(dòng)操作步驟,。在低壓下連續(xù)過(guò)濾熔體,，并且可以除去直徑小至70微米的顆粒。類(lèi)似的工藝也可以應(yīng)用于3D打印材料,。

在這兩個(gè)過(guò)程中,，生產(chǎn)過(guò)剩是可持續(xù)性的關(guān)鍵點(diǎn)。重要的是要考慮與注塑成型相關(guān)的高啟動(dòng)成本,。通過(guò)注塑成型來(lái)制造物體通常需要很多錢(qián),，因?yàn)檫@是一個(gè)制造大量物體的過(guò)程。這可能導(dǎo)致必須在庫(kù)存中長(zhǎng)時(shí)間保存各種產(chǎn)品,。這是浪費(fèi),，因?yàn)檫@些產(chǎn)品可能是在目前沒(méi)有明確需要的情況下創(chuàng)建的。3D打印需要更多的時(shí)間來(lái)創(chuàng)建產(chǎn)品,，但它們的目的是為訂單制作特定數(shù)量的產(chǎn)品,，而不是為了以后使用而額外打印。

在本系列中,，必須認(rèn)識(shí)到3D打印是一個(gè)很好的解決方案,。作為傳統(tǒng)制造環(huán)境中的可行選擇,，我們?nèi)匀灰獙?duì)其持批判的態(tài)度,。在減少浪費(fèi)方面，我們必須具有批判性的眼光,。這還必須包括在錯(cuò)誤的過(guò)程中減少浪費(fèi),。這將使我們對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行有趣的研究。