3D打印可以用于模具行业吗？

随着3D打印的采用在工业制造的更大领域蔓延，该技术的价值不仅仅是一种快速原型制作工具，正变得越来越明显。在本文中，我们概述了如何使用3D打印来制造用于注塑和压铸的模具。

3D打印模具

注塑成型最常见的是大规模制造塑料零件，涉及在高压下将液态塑料注入模具中。填充模具的所有空腔，塑料变硬，成品零件被移除。大多数情况下，使用的聚合物是热塑性塑料，它们在高温下熔化并在进入模具时冷却。通常，模具由铝或钢精密加工而成，成本从数千美元到数十万美元不等。因此，在大批量生产数万到数百万个零件时，注塑成型最具成本效益。对于 50 到 100 个零件的低运行注塑成型，3D 打印可能是一个更具成本效益的选择。即使增材制造（AM）不用于生产最终零件，企业也在学习它可用于制造传统生产过程的工具。特别是，由于AM在制造定制，按需和复杂零件方面提供了各种好处，因此用于注塑和压铸的3D打印模具具有很大的潜力。特别是，增材制造（AM）对于小批量零件更具成本效益;但是，在某些情况下，无论批量大小如何，该技术都可以提供3D打印独有的一些好处。对于3D打印的金属模具和模具尤其如此，这些模具的使用寿命比第一部分中讨论的塑料模具长得多。然而，在许多情况下，不同的技术用于制造的不同阶段。例如，3D打印通常是原型制作的首选，因为它简单，可运输，并且启动成本非常低。同时，注塑成型通常是大量最终用途零件的首选工艺，因为它快速且高度可重复。一种技术服务于研发阶段;另一个负责生产。以下有许多3D打印模具改进了注塑工艺的例子。刀具制造商将周期时间缩短了 17%，最终也将生产上市时间从 18 天缩短到 13 天。波兰模具和注塑公司将周期时间缩短了 30%，甚至能够将其模具温度降低 20°C，从而将冷却时间缩短 20 秒。另一家刀具中心能够将周期时间缩短 60%，废品率从 50% 缩短到零。

从3D打印转向注塑成型需要考虑的事情

当您创建 3D 打印原型并需要通过注塑成型进入生产时会发生什么？鉴于两种制造技术的根本差异，您如何确保模制零件符合其印刷零件的规格？您计划如何确保原型设计和生产的成功？

尽可能进行注塑成型设计

如果您计划最终从3D打印转向注塑成型，则必须设计3D打印原型，使其不仅可以打印，而且可以成型。这意味着遵循注塑设计原则 – 即使在3D打印阶段也是如此。应包括拔模角度，应避免悬垂，并应使尖角倒圆。此外，应该放弃复杂的填充图案（这将提高3D打印部件的强度和效率），转而使用简单的肋骨，因为霉菌无法复制这些复杂的填充图案。

使用生产材料打印

注塑成型是一种高度灵活的工艺，与种类繁多的塑料兼容，而3D打印在可用材料方面受到更多限制。但是在设计3D打印原型时，选择一种与生产过程中要使用的材料相匹配或至少模仿的材料非常重要。

用于“模压”饰面的抛光原型

对于机械或美学零件，重要的是创建具有代表最终零件光洁度的表面光洁度的原型。机械部件可能需要一定程度的摩擦力或平滑度，因此具有完全不同的纹理的原型不会特别有用。值得庆幸的是，表面处理可以应用于改变3D打印原型的外观。使用布料或抛光轮进行专业抛光，可以大大降低打印部件的表面粗糙度，甚至产生镜面般的光泽。

超越FDM

FDM（熔融沉积建模）3D打印机是非常受欢迎的原型设计选择。它们便宜，易于使用，并且与各种塑料长丝兼容。另一方面，FDM的更高质量的替代品能够生产更像模制的零件。

寻求专家建议

这似乎很明显，但确保3D打印原型和注塑成型最终零件之间平稳过渡的最简单方法之一是与专家讨论整个项目。如果您打算通过专业服务提供商订购原型，请务必让他们知道最终用途部件将使用注塑成型制造。更好的是，使用相同的服务提供商进行原型设计和生产，使他们能够用他们的专业知识将这两个过程联系起来。现在您已经了解了模具行业中使用的3D打印，我们还给出了从3D打印转向注塑成型时需要考虑的五件事。我认为理解3D打印知识并不难，但实际使用起来更难。