3D打印模具比傳統(tǒng)模具加工方式快達90%、便宜達70%
隨著3D打印技術的成熟，不斷沖擊各個行業(yè)，像模型制造。有注塑模具企業(yè)稱3D打印模具比傳統(tǒng)模具加工方式快達90%、便宜達70%，這是真的嗎？下面我們一起去看看大家的意見是怎么樣的?
增材制造也稱為3D打印已經給制造業(yè)帶來了巨大影響。那些曾經需要幾百上千元、耗時幾周的手板件，現(xiàn)在可以早上設計、晚上打印，第二天早上就可以送達客戶手里。
目前有些公司已經在使用3D打印工藝制造注塑模具。對比傳統(tǒng)模具制造3D打印模型不再需要花費幾個月時間來等待可以用于生產的模具的制造，或者因為下游設計變化導致修改模具的大量金錢投入，或者生產層上的不確定因素。不管是模具驗證還是注塑件小批量生產，都可以快速3D打印模具。如果模具有問題或者需要修改設計，再打印一個并重復驗證或生產就是。正應為有這些優(yōu)點很多企業(yè)選擇引進3D打印機，這也是3D打印模具的優(yōu)勢。
3D打印模具有自己的一席之地，有些企業(yè)在3D打印模具的應用上比較成功。所以有企業(yè)稱3D打印模具比傳統(tǒng)模具加工方式快達90%、便宜達70%。在某些情況下這可能是真實的，但是明白傳統(tǒng)模具相比3D打印塑料模具的優(yōu)勢與劣勢也非常重要。
傳統(tǒng)模具相比3D打印塑料模具的優(yōu)勢與劣勢
表面質量：3D打印逐層加工得到零件，這會導致產品表面有臺階紋效應。直接打印的模具也存在類似問題，后期需要機加工或者噴砂來消除這些細小的、齒狀的邊緣。此外，小于1mm的孔必須鉆，更大的孔需要擴孔或者鉆孔，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。
尺寸因素：如果你要設計滑板或者塑料工具箱，3D打印模具也許是毫無問題的。零件尺寸限制在10立方英寸(164立方厘米)，大致是柚子的尺寸。而且盡管當前的增材設備的精度很高，但是仍然沒法同加工中心和EDM設備比較。后者加工的模腔精度通常達±0.003英寸(0.076 mm)，零件體積高達59立方英寸，大致是3D打印零件體積的6倍。
高溫環(huán)境：為保證材料流動性能良好，注塑模具需要加熱到非常高的溫度。鋁模和鋼模通常經歷500F(260℃)甚至更高溫度環(huán)境，尤其在加工高溫塑料，如PEEK和PEI(Ultem)材料。用這些金屬模具生產幾千個零件很容易，在最終量產模具出來前也可作為過渡模具使用。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，它們通過紫外光或者激光固化。這些塑料模具盡管比較硬，但是在注塑的熱循環(huán)條件下?lián)p毀非常迅速。事實上，在溫和環(huán)境下3D打印模具通常在使用100次以內會失效，高溫塑料比如聚乙烯和或苯乙烯。對玻璃填充聚碳酸酯和耐高溫塑料，甚至只能生產幾個零件。
比較成本：使用3D打印模具的一大原始是因為其成本低。生產級別機加工模具成本一般是20000美元甚至更多，意味著同1000美元的打印模具是同類比較。但是這個類比并不公平，打印模具陳本的評估通常只考慮材料消耗，并沒有考慮人工、裝配與安裝、噴射系統(tǒng)和五金器具。比如Proto Labsd的鋁模具花費1500美元可以用于生產。如果需要生產更多零件?采用3D打印模具，你每生產50-100個產品就需要重新打印、裝配機測試新的模具。另一方面，不考慮所使用的塑料，鋁模具通常在生產10000個零件仍然服役良好。
產品設計：傳統(tǒng)注塑模具制造的原則及實踐已經有超過一個世紀的歷史，行業(yè)對其研究比較透徹。3D打印模具卻非常新。比如拔模斜角必須大于等于5度，以滿足大部分鋁模要求。塑料模具注塑塑料零件卻面臨挑戰(zhàn)，對塑料模具頂針的數(shù)量與安裝位置需要額外小心。
在增加模腔壁厚和降低壓力方面，塑料模具(尤其是高注塑溫度)在某種程度上更為靈活。澆口的設計也不同，應當避免使用隧道式和點狀澆口。直接澆口、扇形澆口、翼形澆口應該增加到正常尺寸的3倍。
打印模具內聚合物的流動方向應該與3D打印線一致，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，但不會明顯降低打印模具的循環(huán)次數(shù)，因為塑料模具的散熱能力不像鋁?；蜾撃Ｄ敲春?。
時機
盡管快速鋁模具有很多優(yōu)勢，有些情況下3D打印模具仍會發(fā)揮重要作用。對于有3D打印機、且有足夠時間探索打印模具如何在注塑機上工作的廠家，也許他們認為應該直接打印模具。
當然，模具設計師必須理解如何制作功能模具，模具的重新設計與制作要花費大量成本。相關的技術人員與設備也很必要——模具噴砂的機械工人、頂針安裝、注塑機操作員等，因為這些參數(shù)的設置與傳統(tǒng)模具有很大的不同。
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器件在細小金屬粉末床上逐層“畫”零件，生產的完全致密的商業(yè)產品廣泛應用于航空、醫(yī)學領域。有些人預測未來鋁和模具鋼材料的模具也許將直接打印，能提供超高效的隨形冷卻水道，將大量減少注塑時間，延長模具使用壽命。某種程度上，DMLS直接打印模具速度慢且昂貴，通常只用于非常小、復雜的模具，或則加工那些通過傳統(tǒng)機加工方法很難制造的模具嵌入物。
實測可靠
總的來說，哈工三維認為最好使用DMLS、SLA或其他3D打印工藝做他們擅長的事：打印零件而不是模具。但是，如果滿足以下條件，3D打印注塑模具會是個可靠的替代。
1)小批量且相對簡單的零件，產品需要比較大的拔模角度。
2)工具與模具設計團隊要對3D打印模具的設計原則很熟悉。
3)有加工和裝配塑料模具的人員和設備。
最終設計考慮因素。如果你需要模具長期使用，一旦3D打印模具驗證了設計的合理性，下一步就是采用更為可靠的材料制作模具。因為塑料模具主要小批量產品生產使用，有些廠家考慮到成本或者還沒接觸到3D打印模型這塊，所以沒設立自己的3D打印車間，如果您有這方面想法，不妨跟我們聯(lián)系，哈工三維將為您提供完整的3D打印模型解決方案。
查看詳情
