許多3D打印支持者聲稱锉试，3D打印對(duì)需要開模具的注塑成型是個(gè)很好的代替藐病。真的是這樣嗎?這里我們看看相關(guān)的支持與反對(duì)意見劫伊∈挂澹　增材制造(大家所熟知的3D打印)已經(jīng)給制造業(yè)帶來(lái)了巨大影響促壕。那些曾經(jīng)需要幾百美元、耗時(shí)幾周的手板件驼鳞，現(xiàn)在可以早上設(shè)計(jì)哀铡、晚上打印，第二天早上就可以送達(dá)客戶手里臼婆。

有些公司已經(jīng)在使用3D打印工藝制造注塑模具抒痒。不再需要花費(fèi)幾個(gè)月時(shí)間來(lái)等待可以用于生產(chǎn)的模具的制造，或者因?yàn)橄掠卧O(shè)計(jì)變化導(dǎo)致修改模具的大量金錢投入颁褂，或者生產(chǎn)層上的不確定因素故响。不管是模具驗(yàn)證還是注塑件小批量生產(chǎn)，都可以快速3D打印模具颁独。如果模具有問題或者需要修改設(shè)計(jì)彩届，再打印一個(gè)并重復(fù)驗(yàn)證或生產(chǎn)就是。對(duì)嗎?

這些觀點(diǎn)有一些道理誓酒。塑料3D打印的注塑模具有點(diǎn)像我們后院的塑料棚樟蠕，它比金屬棚便宜，塑料棚搭建速度很快且在低載荷下表現(xiàn)良好靠柑。但是如果積雪太多寨辩，他們將破裂成一屋的碎片。

3D打印模具有自己的一席之地歼冰，有些企業(yè)在3D打印模具的應(yīng)用上比較成功靡狞。支持者稱3D打印模具比傳統(tǒng)模具加工方式快達(dá)90%、便宜達(dá)70%众桨。在某些情況下這可能是真實(shí)的显瞒，但是明白金屬模具相比3D打印塑料模具的優(yōu)勢(shì)/劣勢(shì)非常重要。

真正的模具宪凹，真正的快速

快速制造公司Proto Labs自從1999年已經(jīng)開始生產(chǎn)快速模具注塑零件朦盲。它提供的模具可制造工程塑料木锈、金屬、液態(tài)硅膠(LSR)等材料的零件结款。模具主要使用鋁(有些情況下用鋼)材機(jī)加工得到槐猪，可加工幾個(gè)到1000個(gè)零件，發(fā)貨時(shí)間1-15天腮稚。

它的工業(yè)級(jí)3D打印服務(wù)包括光固化(SLA)许食、選擇性激光燒結(jié)(SLS)和直接金屬激光燒結(jié)(DMLS)⊥旖龋可打印材料包括仿聚丙烯和ABS的類熱塑性材料够菊、工業(yè)級(jí)尼龍及金屬(如不銹鋼、鋁合金及鈦合金等)恨溜。

既然有如此大范圍加工能力符衔，為什么不直接打印模具，而是機(jī)加工制造模具呢?

模具制造商當(dāng)警惕

Proto Labs公司工程師一直在考慮打印模具糟袁，但是在做了16年的快速模具生意判族，一些原因仍迫使他們堅(jiān)持可靠的快速注塑成型工藝：

1、表面質(zhì)量：3D打印逐層加工得到零件项戴，這會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品表面有臺(tái)階紋效應(yīng)形帮。直接打印的模具也存在類似問題，后期需要機(jī)加工或者噴砂來(lái)消除這些細(xì)小的周叮、齒狀的邊緣辩撑。此外，小于1mm的孔必須鉆仿耽，更大的孔需要擴(kuò)孔或者鉆孔合冀，螺紋特征需要攻絲或者銑削。這些二次處理很大程度上削弱了3D打印模具的速度優(yōu)勢(shì)项贺。

2君躺、尺寸因素：如果你要設(shè)計(jì)滑板或者塑料工具箱，3D打印模具也許是毫無(wú)問題的开缎。零件尺寸限制在10立方英寸(164立方厘米)痹埠，大致是柚子的尺寸。而且盡管當(dāng)前的增材設(shè)備的精度很高滤躺，但是仍然沒法同加工中心和EDM設(shè)備比較展霸。后者加工的模腔精度通常達(dá)±0.003英寸(0.076 mm)蝎蛤，零件體積高達(dá)59立方英寸屠途，大致是3D打印零件體積的6倍。

3挪吱、高溫環(huán)境：為保證材料流動(dòng)性能良好带诊，注塑模具需要加熱到非常高的溫度辈喜。鋁模和鋼模通常經(jīng)歷500F(260℃)甚至更高溫度環(huán)境，尤其在加工高溫塑料于箩，如PEEK和PEI(Ultem)材料砖伴。用這些金屬模具生產(chǎn)幾千個(gè)零件很容易，在最終量產(chǎn)模具出來(lái)前也可作為過渡模具使用判嘀。使用SLA或者相似3D打印工藝制造的模具材料一般是光敏或者熱固性樹脂愧汽，它們通過紫外光或者激光固化。這些塑料模具盡管比較硬侣夷，但是在注塑的熱循環(huán)條件下?lián)p毀非常迅速横朋。事實(shí)上，在溫和環(huán)境下3D打印模具通常在使用100次以內(nèi)會(huì)失效百拓，高溫塑料比如聚乙烯和或苯乙烯琴锭。對(duì)玻璃填充聚碳酸酯和耐高溫塑料，甚至只能生產(chǎn)幾個(gè)零件衙传。

4决帖、比較成本：使用3D打印模具的一大原始是因?yàn)槠涑杀镜汀Ｉa(chǎn)級(jí)別機(jī)加工模具成本一般是20000美元甚至更多蓖捶，意味著同1000美元的打印模具是同類比較地回。但是這個(gè)類比并不公平，打印模具陳本的評(píng)估通常只考慮材料消耗俊鱼，并沒有考慮人工落君、裝配與安裝、噴射系統(tǒng)和五金器具亭引。比如ProtoLabsd的鋁模具花費(fèi)1500美元可以用于生產(chǎn)绎速。如果需要生產(chǎn)更多零件?采用3D打印模具，你每生產(chǎn)50-100個(gè)產(chǎn)品就需要重新打印焙蚓、裝配機(jī)測(cè)試新的模具抠衬。另一方面，不考慮所使用的塑料届辽，鋁模具通常在生產(chǎn)10000個(gè)零件仍然服役良好锹肾。

5、產(chǎn)品設(shè)計(jì)：傳統(tǒng)注塑模具制造的原則及實(shí)踐已經(jīng)有超過一個(gè)世紀(jì)的歷史映贞，行業(yè)對(duì)其研究比較透徹奥泛。3D打印模具卻非常新。比如拔模斜角必須大于等于5度裁堤，以滿足大部分鋁模要求虫弓。塑料模具注塑塑料零件卻面臨挑戰(zhàn)，對(duì)塑料模具頂針的數(shù)量與安裝位置需要額外小心灵吃。

在增加模腔壁厚和降低壓力方面抛伏，塑料模具(尤其是高注塑溫度)在某種程度上更為靈活息沐。澆口的設(shè)計(jì)也不同，應(yīng)當(dāng)避免使用隧道式和點(diǎn)狀澆口鳍泥。直接澆口盛惩、扇形澆口、翼形澆口應(yīng)該增加到正常尺寸的3倍鹃唯。

打印模具內(nèi)聚合物的流動(dòng)方向應(yīng)該與3D打印線一致爱榕，避免粘滯和低壓引起的高填充。冷卻系統(tǒng)可在一定程度上提高模具的壽命坡慌，但不會(huì)明顯降低打印模具的循環(huán)次數(shù)呆细，因?yàn)樗芰夏＞叩纳崮芰Σ幌皲X模或鋼模那么好八匠。

時(shí)機(jī)

盡管快速鋁模具有很多優(yōu)勢(shì)絮爷，有些情況下3D打印模具仍會(huì)發(fā)揮重要作用。對(duì)于有3D打印機(jī)梨树、且有足夠時(shí)間探索打印模具如何在注塑機(jī)上工作的廠家坑夯，也許他們認(rèn)為應(yīng)該直接打印模具。

當(dāng)然抡四，模具設(shè)計(jì)師必須理解如何制作功能模具柜蜈，模具的重新設(shè)計(jì)與制作要花費(fèi)大量成本。相關(guān)的技術(shù)人員與設(shè)備也很必要——模具噴砂的機(jī)械工人指巡、頂針安裝淑履、注塑機(jī)操作員等，因?yàn)檫@些參數(shù)的設(shè)置與傳統(tǒng)模具有很大的不同溜屡。

但是等等——為什么不用DMLS?為什么不直接打印金屬模具?DMLS使用激光和精密光學(xué)器件在細(xì)小金屬粉末床上逐層“畫”零件蹂曾，生產(chǎn)的完全致密的商業(yè)產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航空、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域盗闯。有些人預(yù)測(cè)未來(lái)鋁和模具鋼材料的模具也許將直接打印蕴嘹，能提供超高效的隨形冷卻水道，將大量減少注塑時(shí)間球灰，延長(zhǎng)模具使用壽命闹只。某種程度上，DMLS直接打印模具速度慢且昂貴迂溉，通常只用于非常小羡逃、復(fù)雜的模具，或則加工那些通過傳統(tǒng)機(jī)加工方法很難制造的模具嵌入物狡舞。

結(jié)論

總的來(lái)說硬白，Proto Labs認(rèn)為最好使用DMLS、SLA或則其他3D打印工藝做他們擅長(zhǎng)的事：打印零件而不模具。但是跟狱，如果滿足以下條件，3D打印注塑模具會(huì)是個(gè)可靠的替代户魏。

1)小批量且相對(duì)簡(jiǎn)單的零件驶臊，產(chǎn)品需要比較大的拔模角度。

2)工具與模具設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)要對(duì)3D打印模具的設(shè)計(jì)原則很熟悉叼丑。

3)有加工和裝配塑料模具的人員和設(shè)備关翎。

最終設(shè)計(jì)考慮因素。如果你需要模具長(zhǎng)期使用鸠信，一旦3D打印模具驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性纵寝，下一步就是采用更為永久的材料制作模具，比如鋁或者不銹鋼星立，因?yàn)樗芰夏＞咧饕∨慨a(chǎn)品生產(chǎn)使用爽茴。由于3D打印模具和傳統(tǒng)模具的設(shè)計(jì)不同，項(xiàng)目時(shí)間和預(yù)算上要考慮一定次數(shù)的模具重設(shè)計(jì)和測(cè)試绰垂。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)室奏，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)劲装，也不構(gòu)成任何其他建議胧沫。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳卢女，對(duì)此類作品本站僅提供交流平臺(tái)智础，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻留绞、圖片助安、文字如涉及作品版權(quán)問題，請(qǐng)第一時(shí)間告知哩啼，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容现伺，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn度潜。