CNC加工是在制造模具時(shí)最常用的技術(shù)参歹。雖然它能夠提供高度可靠的結(jié)果,但同時(shí)也非常昂貴和費(fèi)時(shí),所以蕴脯,很多模具制造企業(yè)也開始尋找更加有效的替代方式。 而通過(guò)增材層制造(ALM荸凸,即3D打印或增材制造)制作模具也就成了一個(gè)更加具有吸引力的方法曼沐,特別是因?yàn)槟>咭话愣紝儆谛∨可a(chǎn),而且形狀都比較復(fù) 雜一恃,很適合3D打印來(lái)完成搏贤。
模具行業(yè)是一個(gè)跨度最大的行業(yè),它與制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)生關(guān)系桨檬。在現(xiàn)代社會(huì)匿胎,制造和模具是高度依存的,無(wú)數(shù)產(chǎn)品的部件都要通過(guò)模制(注射众凝、吹塑和硅膠)或鑄模(熔模公垒、翻砂和旋壓)來(lái)制造。無(wú)論什么應(yīng)用倍工,制造模具都能在提高效率和利潤(rùn)的同時(shí)保證質(zhì)量队魏。
CNC加工是在制造模具時(shí)最常用的技術(shù)。雖然它能夠提供高度可靠的結(jié)果万搔,但同時(shí)也非常昂貴和費(fèi)時(shí)器躏,所以,很多模具制造企業(yè)也開始尋找更加有效的替代方式蟹略。而通過(guò)增材層制造(ALM登失,即3D打印或增材制造)制作模具也就成了一個(gè)更加具有吸引力的方法遏佣,特別是因?yàn)槟>咭话愣紝儆谛∨可a(chǎn),而且形狀都比較復(fù)雜揽浙,很適合3D打印來(lái)完成状婶。
如今,3D打印和各種打印材料(塑料馅巷、橡膠膛虫、復(fù)合材料、金屬钓猬、蠟和砂)已經(jīng)給許多行業(yè)稍刀,如汽車,航空航天草悦,以及醫(yī)療保健和醫(yī)療等帶來(lái)了很大的便利赔绒,很多企業(yè)都在其供應(yīng)鏈里集成了3D打印,這其中也包括模具制造蝠兽。
那么衡孽,模具制造能夠從3D打印技術(shù)上得到什么好處嗎?其實(shí)模具制造的以下幾個(gè)環(huán)節(jié)是能夠用到3D打印技術(shù)的:
成型(吹塑警综、LSR谨寂、RTV、EPS呵寂、注塑脆携、紙漿模具、可溶性模芯豌魏、玻璃鋼模具瞭核、熱成型、金屬液壓成型等)攻内;
鑄模(熔模、砂模闻蛀、旋壓等)匪傍;
機(jī)械加工、裝配和檢驗(yàn)(固定夾具觉痛、移動(dòng)夾具役衡、模塊化夾具等);
機(jī)器人末端執(zhí)行器(夾手)薪棒。
用3D打印制造模具有許多優(yōu)點(diǎn)
一手蝎、模具生產(chǎn)周期縮短
3D打印模具縮短了整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)周期,并成為驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新的源頭俐芯。在以往棵介,由于考慮到還需要投入大量資金制造新的模具钉鸯,公司有時(shí)會(huì)選擇推遲或放棄產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更新。通過(guò)降低模具的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間邮辽,以及使現(xiàn)有的設(shè)計(jì)工具能夠快速更新唠雕,3D打印使企業(yè)能夠承受得起模具更加頻繁的更換和改善。它能夠使模具設(shè)計(jì)周期吨述,跟得上產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期的步伐岩睁。
此外,有的公司自己采購(gòu)了3D打印設(shè)備以制造模具阅王,這樣就進(jìn)一步加快了產(chǎn)品開發(fā)的速度湖生,提高了靈活性/適應(yīng)性。在戰(zhàn)略上培扳,它提升了供應(yīng)鏈預(yù)防延長(zhǎng)期限和開發(fā)停滯風(fēng)險(xiǎn)的能力澳敞,比如,從供應(yīng)商那里獲得不合適的模具变硬。
二氢熏、制造成本降低
如果說(shuō)當(dāng)下金屬3D打印的成本要高于傳統(tǒng)的金屬制造工藝的成本,那么粱宝,成本的削減在塑料制品領(lǐng)域更容易實(shí)現(xiàn)仲蔼。
金屬3D打印的模具在一些小的、不連續(xù)的系列終端產(chǎn)品生產(chǎn)上具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)(因?yàn)檫@些產(chǎn)品的固定費(fèi)用很難攤銷)玖膨,或者針對(duì)某些特定的幾何形狀(專門為3D打印優(yōu)化的)更有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)些搅,尤其是當(dāng)使用的材料非常昂貴,而傳統(tǒng)的模具制造導(dǎo)致材料報(bào)廢率很高的情況下赛邢,3D打印具有成本優(yōu)勢(shì)乏呐。
此外,3D打印在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)制造出精確模具的能力也會(huì)對(duì)制造流程和利潤(rùn)產(chǎn)生積極的影響剥悟,尤其是當(dāng)生產(chǎn)停機(jī)和/或模具庫(kù)存十分昂貴的時(shí)候灵寺。
最后,有時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)生產(chǎn)開始后還要修改模具的情況区岗。3D打印的靈活性使工程師能夠同時(shí)嘗試無(wú)數(shù)次的迭代略板,并可以減少因模具設(shè)計(jì)修改引起的前期成本。
三慈缔、模具設(shè)計(jì)的改進(jìn)為終端產(chǎn)品增加了更多的功能性
通常叮称,金屬3D打印的特殊冶金方式能夠改善金屬微觀結(jié)構(gòu),并能產(chǎn)生完全致密的打印部件藐鹤,與那些鍛造或鑄造的材料(取決于熱處理和測(cè)試方向)相比瓤檐,其機(jī)械和物理性能一樣或更好。增材制造為工程師帶來(lái)了無(wú)限的選擇以改進(jìn)模具的設(shè)計(jì)娱节。當(dāng)目標(biāo)部件由幾個(gè)子部件組成時(shí)挠蛉,3D打印具有整合設(shè)計(jì)祭示,并減少零部件數(shù)量的能力。這樣就簡(jiǎn)化了產(chǎn)品組裝過(guò)程碌秸,并減少了公差绍移。
此外,它能夠整合復(fù)雜的產(chǎn)品功能尖蚪,使高功能性的終端產(chǎn)品制造速度更快啤盯、產(chǎn)品的缺陷更少。例如嫉簿,注塑件的總體質(zhì)量要受到注入材料和流經(jīng)工裝夾具的冷卻流體之間熱傳遞狀況的影響抬而。如果用傳統(tǒng)技術(shù)來(lái)制造的話,引導(dǎo)冷卻材料的通道通常是直的封鹦,從而在模制部件中產(chǎn)生較慢的和不均勻的冷卻效果墓老。
而3D打印可以實(shí)現(xiàn)任意形狀的冷卻通道,以確保實(shí)現(xiàn)隨形冷卻晾游,更加優(yōu)化且均勻辽蚀,最終導(dǎo)致更高質(zhì)量的零件和較低的廢品率。此外丽信,更快的除熱能顯著縮短注塑的成型周期泳落,因?yàn)橐话銇?lái)說(shuō),冷卻時(shí)間最高可占整個(gè)注塑周期的70%物忠。
四婚被、優(yōu)化工具更符合人體工學(xué)和提升最低性能
3D打印降低了驗(yàn)證新工具(它能夠解決在制造過(guò)程中未能滿足的需求)的門檻,從而能夠在制造中投入更多移動(dòng)夾具和固定夾具梳虽。傳統(tǒng)上址芯,由于重新設(shè)計(jì)和制造它們需要相當(dāng)?shù)馁M(fèi)用和精力,所以工具的設(shè)計(jì)和相應(yīng)的裝置總是盡可能地使用更長(zhǎng)的時(shí)間窜觉。隨著3D打印技術(shù)的應(yīng)用谷炸,企業(yè)可以隨時(shí)對(duì)任何工具進(jìn)行翻新,而不僅限于那些已經(jīng)報(bào)廢和不符合要求的工具禀挫。
由于需要很小的時(shí)間和初始成本旬陡,3D打印使得對(duì)工具進(jìn)行優(yōu)化以獲得更好的邊際性能變得更加經(jīng)濟(jì)。于是技術(shù)人員可以在設(shè)計(jì)的時(shí)候更多地考慮人體工學(xué)特咆,以提高其操作舒適性季惩、減少處理時(shí)間录粱,以及更加方便易用易于儲(chǔ)存腻格。雖然這樣做有可能只是減少了幾秒鐘的裝配操作時(shí)間,但是架不住積少成多啥繁。此外菜职,優(yōu)化工具設(shè)計(jì)摊矮,也可以減少零件的廢品率。
五睬漩、定制模具幫助實(shí)現(xiàn)最終產(chǎn)品的定制化
更短的生產(chǎn)周期影偶、制造更為復(fù)雜幾何形狀、以及降低最終制造成本的能力漫诬,使得企業(yè)能夠制造大量的個(gè)性化工具來(lái)支持定制部件的制造确羹。3D打印模具非常利于定制化生產(chǎn),比如醫(yī)療設(shè)備和醫(yī)療行業(yè)胀垃,它能夠?yàn)橥饪漆t(yī)生提供3D打印的個(gè)性化器械癣偶,如,外科手術(shù)導(dǎo)板和工具据滑,使他們能夠改善手術(shù)效果恃楔,減少手術(shù)時(shí)間。
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