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浅谈3D打印能否取代传统模具制造

发布日期: 2018-08-28  浏览人数:

    模具被誉为“工业之母”,其应用可以追溯到远古时代,在过去的几十年里,随着科技革命车轮的滚滚向前,模具制造行业拉开了新的篇章,技术随之突飞猛进,为加工制造业做出了巨大的贡献。现如今,虽然世界各地的传统制造业还是以模具为生产主力,但是模具的发展却受到了3D打印技术的冲击。 
 
    近年来,随着工业4.0的发展,中国制造业从“制造”向“智造”方向的发展速度越来越迅速,3D打印技术已在我国制造业中得到了广泛运用,3D打印机可为模具设计和制造提供高效、低成本的支持。甚至随着3D打印技术的迅猛发展,在部分领域,已逐渐开始颠覆模具技术,与之形成直接竞争关系。
 
    比如,3D打印技术是逐层加工得到产品,这虽然会缩短模具的生产周期,但同时也会导致模具表面具有台阶纹效应。直接打印的模具也存在类似问题,后期需要机械加工或者喷砂来消除这些细小的、齿状的边缘。此外,小于1mm的孔必须钻,更大的孔需要扩孔或者钻孔,螺纹特征需要攻丝或者铣削,这些二次处理在很大程度上削弱了3D打印模具的速度优势。 
 
    另外,在产品设计上,传统注塑模具制造的原则及实践已经有超过一个世纪的历史,行业对其研究比较透彻,比如拔模斜角必须大于等于5度,以满足大部分铝模要求。3D打印模具注塑塑料零件却面临挑战,对塑料模具顶针的数量与安装位置需要额外小心。在增加模腔壁厚和降低压力方面,3D打印模具(尤其是高注塑温度)在某种程度上更为灵活。浇口的设计也不同,应当避免使用隧道式和点状浇口。直接浇口、扇形浇口、翼形浇口应该增加到正常尺寸的3倍。打印模具内聚合物的流动方向应该与3D打印线一致,避免粘滞和低压引起的高填充。冷却系统可在一定程度上提高模具的寿命,但不会明显降低打印模具的循环次数,因为3D打印模具的散热能力不像铝模或钢模那么好。 
 
    综上,3D打印技术并不会完全取代传统的模具制造业的地位。因为3D打印模具在成品质量、产品成本和模具设计上与传统模具制造相比,还存在一定的不足。并且,3D打印也不适合批量生产,生产1件和生产1万件的成本单价基本接近,而且3D打印需要的时间也较长。目前的3D打印技术只能针对小批量生产周期要求紧张的模具生产,大批量的生产还是以传统模具制造为主。 
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