增材制造和減材制造相輔相成奥此，可以把您的模具車間打造得更加現(xiàn)代化。

Vista Technologies有限責任公司是一家位于Minnesota州Vadnais Heights的科技公司雁比，該公司已經(jīng)找到多種方法將增材制造技術(shù)應(yīng)用于建模和注塑模具領(lǐng)域稚虎。

該公司使用增材制造技術(shù)，如Object的Polyjet 3D打印技術(shù)和熔融沉積造型技術(shù)（FDM）偎捎，專注于快速原型制造蠢终、快速建模和注塑模具。其本身具備了快速制模和注塑成型的能力茴她，能在1～3周內(nèi)快速生產(chǎn)合格的產(chǎn)品寻拂。利用高速加工、EDM和注塑機丈牢，Vista公司能夠生產(chǎn)出快速模具和注塑成型的塑料部件祭钉，用于原型和短期生產(chǎn)（100000+）。

根據(jù)Vista公司總經(jīng)理Dan Mishek先生所說：“擁有快速原型已箫、快速建模和注塑模具制造能力的優(yōu)勢就是能夠讓客戶快速危晕、有效、經(jīng)濟地向市場投放優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品蕴节”玻”

Mishek先生解釋說，以往贷弧，當涉及到先進的制造工藝時谐昌，人們會選擇一個團隊：增材制造團隊或減材制造團隊。也就是說窟潜，人們使用FDM筒啄、噴射技術(shù)或立體光刻（SLA）技術(shù)進行增材制造；或者使用數(shù)控機床進行減材制造羞喻。Mishek先生發(fā)現(xiàn)了一個矛盾：這兩種技術(shù)都覺得自己正在面臨著另一方的威脅伴零。

然而隨著時代的變遷，成功的案例越來越多区膨，人們開始合理的使用多種技術(shù)感桌，也開始通過自身經(jīng)驗來認識各種技術(shù)在加工中所扮演的角色。

圖1 帶有PolyJet鑲件的鋁模用于2012 Arburg 60t電動壓力機

脫節(jié)

20世紀90年代馋袜，增材制造技術(shù)迅速出現(xiàn)男旗。當時有人曾預(yù)言增材制造技術(shù)會在機加工和注塑模具領(lǐng)域中普及舶斧。“傳統(tǒng)制造商開始引進增材制造技術(shù)察皇≤罾鳎”Mishek先生說。當他們通過材料什荣、耐用性和速度等方面來評估該技術(shù)時矾缓，他們對該技術(shù)并沒有很深的印象，于是也忽視了它的潛力稻爬。材料易損嗜闻、設(shè)置單一、耐用性差桅锄、成本不菲是他們當時對增材制造技術(shù)的評價琉雳。但隨后這項技術(shù)卻令他們很惱火。因為它既不需要技術(shù)背景友瘤，也不需要從業(yè)經(jīng)驗翠肘，就能夠輕松取代他們現(xiàn)有的整套技術(shù)。另一方面虏向，由于他們對增材制造技術(shù)的印象并不深刻档广，因此也不愿意通過該技術(shù)改變產(chǎn)品的開發(fā)速度和多樣性。一旦他們選擇了拒絕皇腮，便不愿意再采納增材制造技術(shù)榛瞪。

改變

“然而增材制造技術(shù)的成功應(yīng)用和對減材制造的完善正在改變著用戶的思想∩抟希”Mishek先生說。他看到几馁，增材制造背后的技術(shù)正變得更加親民某尘，材料和耐用性也有了巨大的改善「撇“零件由厚度為0.0006～0.006in（1in＝25.4mm）的材料層構(gòu)成厦鸠。所用材料也不再是仿制的標準材料，而是真的工程材料颁吭，比如ABS塘坛、聚碳酸酯、聚醚酰亞胺和PPSF殃恒≈簿桑”Mishek說。這些改進使得增材制造和減材制造不再是相互競爭的兩種技術(shù)离唐，而是形成了一個互補的團隊病附。

用途

Vista公司將增材制造技術(shù)應(yīng)用到建模和注塑模具領(lǐng)域问窃。Polyjet零件和FDM零件，如極限量規(guī)完沪、夾具和固定裝置等域庇，已經(jīng)應(yīng)用于熱熔、移印覆积、調(diào)整裝置和安裝等環(huán)節(jié)听皿。這些材料的零件甚至能充當鑲件用于注塑模具中。

“由于制造速度更快宽档，精度更準確尉姨，更加耐用，增材制造和減材制造混合使用的趨勢已經(jīng)如火如荼雌贱⌒欠簦”Mishek先生說，“每一個使用增材制造的項目都在不斷取得成功爸桨∫缒担”

圖2 使用熔融沉積造型（FDM）生產(chǎn)的固定裝置，白色部分為ABS

夾具及固定裝置

在Vista公司评梁，夾具和固定裝置每天都被用來定位粉怯、鑲?cè)牖蛑文硺訓|西。以往责肯，這些工具都是采用機械加工险朴，但是工作進程、購買材料和加工部件會耗費大量的時間和成本诬翩。如今該公司可以采用增材制造技術(shù)連夜生產(chǎn)出FDM或Objet夾具和固定裝置使宽，以供第二天的使用。

據(jù)Mishek介紹贫巴，常用的FDM材料厦嘹，如ABS，可以使夾具更加堅固耐用炕婶。使用Oject固定裝置能夠更加輕松的實現(xiàn)熱熔處理的光潔表面姐赡。用剛性材料作為襯底，形成硬度柔軟的包膠模具柠掂，這樣就能確保零件的表面光潔度不被損傷项滑。

模具鑲件

Vista公司已經(jīng)成功使用增材制造技術(shù)進行人工挑選或鑲?cè)搿涯贞！安牧系哪陀眯阅軌驖M足注塑模具的應(yīng)用枪狂，可以制作25～50個部件∷斡妫”Mishek先生說摘完。在一些應(yīng)用中姥饰，甚至可以生產(chǎn)出200甚至更多的部件⌒⒅危“每個部件的生產(chǎn)周期雖然比以前慢列粪，但對投入市場的速度卻是一個推進√胳”他表示岂座。

Mishek先生所見到的最大變化是：模具設(shè)計師和模具經(jīng)理親自工作和學習，使增材制造成為工具車間標準的操作方式隅昌。Vista公司的模具設(shè)計師正趕在設(shè)計階段之前學習設(shè)計夾具拉诲、固定裝置和鑲件工藝。這種做法使得車間內(nèi)可以同時進行多個制造工藝琼护。

設(shè)計人員學習增材制造的另一個優(yōu)勢是有機會制造真實的零件威卑，并將其應(yīng)用到超聲波焊接裝置的制造中。

真正的價值

Mishek先生強調(diào)：“如果你沒有學習過增材制造菌熬，你可能會錯誤使用該技術(shù)您凸。只有當你去學習的時候，才會發(fā)現(xiàn)這些相輔相成的技術(shù)和材料的價值所在炊撕〕枳冢”

Vista公司平穩(wěn)應(yīng)用著增材制造技術(shù)，并相信它的價值秦物。例如致力于幫助客戶選擇合適的技術(shù)和材料瓣硼。通過向客戶推薦仿真或仿制材料，Vista公司能夠幫助客戶實現(xiàn)其產(chǎn)品的成功猿文。

“我們并不打算通過有關(guān)3D打印或者增材制造模具的議程聂映。”Mishek表示棚贾，“盡管它們非常有效跋涣，但是還有多種其他的模具設(shè)計方法和加工工藝，最終我們的客戶想多要50～100個零件鸟悴。他們還想改變設(shè)計，注入特殊材料奖年∠钢睿”Vista公司大多數(shù)快速周轉(zhuǎn)的模具是使用鋁加工而成的，并不是采用增材制造陋守。

圖3 圖中右側(cè)的PolyJet零件是使用Connex500 3D打印的震贵，左側(cè)為注塑模具生產(chǎn)的零件

就增材制造而言，Vista公司每周能運出500～700個部件水评。這些部件來自6個不同的平臺：5臺Objet 3D打印機和一臺Stratasys 3D打印機猩系。Mishek先生注意到媚送，這項工作在最后是用于生產(chǎn)，而不是非生產(chǎn)性使用寇甸。因為產(chǎn)量的原因塘偎，Vista公司正在使用生產(chǎn)的方式來制造原型。

實際上稀渊，由于車間大量的生產(chǎn)工作战凿，Vista公司不得不尋找有效的方式進行生產(chǎn)、制造铐跷、成品加工和運送媒龟，并且提供嚴格的文件記錄和產(chǎn)品質(zhì)量保證。公司的其余部門每季度會生產(chǎn)數(shù)百個模具涧兜，每天運送上千個零部件病囱。

“作為一個真正的注塑模具供應(yīng)商，我們會見到不同地區(qū)筹飒、不同行業(yè)继蚪、不同尺寸和不同材料的零部件〔滦荩”Mishek先生解釋道军霸，“他們的需求和要求也各不相同》苫遥”正是因為客戶的多樣性幻彪，我們的生產(chǎn)工藝也有了多樣性。

傳統(tǒng)的模具制造商可以卵渴，并且應(yīng)該接受增材制造技術(shù)慧域，因為它能真正完善現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝，并增加其價值浪读。

“當我們的客戶看到我們車間內(nèi)部的生產(chǎn)技術(shù)時昔榴，他們會感到十分欣慰，因為他們的合作伙伴是銳意進取的碘橘』ザ”Mishek先生表示，“這種技術(shù)不再是科幻小說中的情節(jié)痘拆。它就在你眼前仰禽，它就在這里。放心纺蛆，一旦引入增材制造技術(shù)吐葵，你會發(fā)現(xiàn)它不僅用途廣泛，而且可以節(jié)省成本桥氏∥虑停”

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