【編者按】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。在現(xiàn)代社會(huì)鼠冕，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(注射胯盯、吹塑和硅膠)或鑄模(熔模懈费、翻砂和旋壓)來(lái)制造。無(wú)論什么應(yīng)用博脑，制造模具都能在提高效率和利潤(rùn)的同時(shí)保證質(zhì)量憎乙。

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)果叉趣，但同時(shí)也非常昂貴和費(fèi)時(shí)泞边。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。而通過(guò)增材層制造制作模具也就成了一個(gè)更加具有吸引力的方法洒漱，特別是因?yàn)槟＞咭话愣紝儆谛∨可a(chǎn)而且形狀都比較復(fù)雜顾惹，很適合3D打印來(lái)完成。

目前赃夷，3D打印廣泛應(yīng)用于模型制作厉亥，手板和模具制作等領(lǐng)域。雖然貴為本世紀(jì)的前沿科技之一笤卡，但其真實(shí)面臨的困境不容小覷藏趁。據(jù)業(yè)內(nèi)分析，3D打印目前在許多行業(yè)存在同樣的問(wèn)題：首先询时，3D打印的成本目前還比較高;其次谎雷，同樣價(jià)位上，3D打印對(duì)比傳統(tǒng)模型精度要差很多毒沥。等到3D打印成熟和普及的時(shí)候婚乌，沖擊才會(huì)形成。除了以上兩大劣勢(shì)擒蝎，3D打印的材料實(shí)現(xiàn)不了其它材料--哪怕是注塑中姜，的強(qiáng)度、韌性等性能跟伏。目前在應(yīng)用方面丢胚，還是有很大的局限性。

那么模具制造能夠從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：

(1)成型(吹塑受扳、LSR携龟、RTV兔跌、EPS、注塑峡蟋、紙漿模具坟桅、可溶性模芯、玻璃鋼模具等等)

(2)鑄模(熔模蕊蝗、砂模仅乓、旋壓等...)

(3)成型(熱成型，金屬液壓成型等...)

(4)機(jī)械加工蓬戚、裝配和檢驗(yàn)(固定夾具夸楣、移動(dòng)夾具、模塊化夾具等...)

(5)機(jī)器人末端執(zhí)行器(夾手)

用3D打印制造模具有許多優(yōu)點(diǎn)：

1)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)周期如麦，并成為驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新的源頭忱确。在以往，由于考慮到還需要投入大量資金制造新的模具聂挚，公司有時(shí)會(huì)選擇推遲或放棄產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更新唐耿。通過(guò)降低模具的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，以及使現(xiàn)有的設(shè)計(jì)工具能夠快速更新凿食，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窘螃。它能夠使模具設(shè)計(jì)周期，跟得上產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期的步伐馒俊。

此外册向，有的公司自己采購(gòu)了3D打印設(shè)備以制造模具，這樣就進(jìn)一步加快了產(chǎn)品開發(fā)的速度避揍，提高了靈活性/適應(yīng)性瘸卦。在戰(zhàn)略上，它提升了供應(yīng)鏈御防延長(zhǎng)期限和開發(fā)停滯風(fēng)險(xiǎn)的能力蔓嚷，比如從供應(yīng)商那里獲得不合適的模具柳锣。

2)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，那么成本的削減在塑料制品領(lǐng)域更容易實(shí)現(xiàn)雕蔽。

金屬3D打印的模具在一些小的折柠、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)，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)批狐。尤其是當(dāng)使用的材料非常昂貴扇售，而傳統(tǒng)的模具制造導(dǎo)致材料報(bào)廢率很高的情況下3D打印具有成本優(yōu)勢(shì)。

此外嚣艇，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)生積極的影響承冰。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。

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困乒。3D打印的靈活性使工程師能夠同時(shí)嘗試無(wú)數(shù)次的迭代寂屏，并可以減少因模具設(shè)計(jì)修改引起的前期成本。

3)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娜搂。

通常迁霎，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，與那些鍛造或鑄造的材料(取決于熱處理和測(cè)試方向)相比其機(jī)械和物理性能一樣或更好百宇。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)欧引。當(dāng)目標(biāo)部件由幾個(gè)子部件組成時(shí)，3D打印具有整合設(shè)計(jì)鹊尤，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)程农泊，并減少了公差衣剂。

此外，它能夠整合復(fù)雜的產(chǎn)品功能碰蚂，使高功能性的終端產(chǎn)品制造速度更快惊派、產(chǎn)品德缺陷更少。例如竣楼，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送服。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亲堂，從而在模制部件中產(chǎn)生較慢的和不均勻的冷卻效果炼杉。

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)隨形的冷卻假棉，更加優(yōu)化且均勻踢漏，最終導(dǎo)致更高質(zhì)量的零件和較低的廢品率。此外久橙，更快的除熱顯著減少了注塑的周期俄占，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%。

4)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)的門檻淆衷，從而能夠在制造中投入更多移動(dòng)夾具和固定夾具缸榄。傳統(tǒng)上，由于重新設(shè)計(jì)和制造它們需要相當(dāng)?shù)馁M(fèi)用和精力祝拯，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)間甚带。隨著3D打印技術(shù)的應(yīng)用，企業(yè)可以隨時(shí)對(duì)任何工具進(jìn)行翻新鹿驼，而不僅限于那些已經(jīng)報(bào)廢和不符合要求的工具欲低。

由于需要很小的時(shí)間和初始成本，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)砾莱，以提高其操作舒適性瑞筐、減少處理時(shí)間，以及更加方便易用易于儲(chǔ)存腊瑟。雖然這樣做有可能只是減少了幾秒鐘的裝配操作時(shí)間聚假，但是架不住積少成多。此外優(yōu)化工具設(shè)計(jì)僚尚，也可以減少零件的廢品率骂妻。

5)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、制造更為復(fù)雜幾何形狀原堂、以及降低最終制造成本的能力篡氯，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。3D打印模具非常利于定制化生產(chǎn)斗退，比如醫(yī)療設(shè)備和醫(yī)療行業(yè)即耕。它能夠?yàn)橥饪漆t(yī)生提供3D打印的個(gè)性化器械，如外科手術(shù)導(dǎo)板和工具菠昼，使他們能夠改善手術(shù)效果克导，減少手術(shù)時(shí)間。

那么3D打印會(huì)取代模具制造業(yè)嗎?

據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2015-2020年中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)需求與投資潛力分析報(bào)告》脯砚，2010年時(shí)全球3D打印產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模接近13.25億美元肪斗，2011年這一數(shù)字增長(zhǎng)至17.14億美元，但到2013年這一數(shù)字直接飆升至40億美元魁胁，同比2012年的22.04億上漲了81.49%共螺。

面對(duì)3D打印行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，不少人擔(dān)憂3D打印將直接取代模具制造業(yè)情竹。

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