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3D打印塑料模具会取代传统机加工模具吗？

很多三维打印推动者宣称，三维打印对必须开模具的注塑工艺是个非常好的替代。真的是那样吗?下边我们一起看一看大伙儿的建议是如何的?

增材制造(大伙儿所熟识的三维打印)早已给加工制造业产生了极大危害。这些以前必须几百美元、用时几个星期的手板模型件，现在可以早晨设计、夜里打印，第二天早晨就可以送到顾客手上。

一些企业早已在应用三维打印加工工艺生产制造注塑加工模具。已不必须花销好多个月時间来等候能够用以生产的模具的生产制造，或是由于中下游设计转变造成 改动模具的很多钱财资金投入，或是生产层上的不确定因素。无论是模具认证還是注塑产品小批量生产生产，都能够迅速三维打印模具。假如模具有什么问题或是必须改动设计，再打印一个并反复认证或生产便是。对不对?

这种见解有一些大道理。塑料三维打印的注塑加工模具很象大家院子的塑料棚，它比金属材料棚划算，塑料棚构建速率迅速且在低荷载下主要表现优良。可是假如降雪过多，她们将裂开成一屋的残片。

三维打印模具有自身的一席之地，一些公司在三维打印模具的运用上较为取得成功。推动者称三维打印模具比传统式模具生产加工方法快达90%、划算达70%。在一些状况下这可能是真正的，可是搞清楚金属材料模具对比三维打印塑料模具的优点/缺点十分关键。

真实的模具，真实的迅速

快速制造企业ProtoLabs自打1999年早已逐渐生产迅速模具注塑加工零件。它出示的模具可生产制造工程项目塑料、金属材料、液体硅胶(LSR)等原材料的零件。模具关键应用铝(一些状况下要钢)材机械加工获得，可生产加工好多个到1000个零件，发货时间1-半个月。

它的工业生产级三维打印服务项目包含光固化机(SLA)、可选择性激光器煅烧(SLS)和立即金属材料激光器煅烧(DMLS)。可打印原材料包含仿聚丙稀和ABS的类热固性原材料、工业生产级涤纶及金属材料(如不锈钢板、铝合金型材及铝合金等)。

即然有这般大范畴生产能力，为什么不立即打印模具，只是机械加工生产制造模具呢?

模具生产商当警醒

ProtoLabs企业技术工程师一直在考虑到打印模具，可是在干了16年的迅速模具做生意，一些缘故仍驱使她们坚持不懈靠谱的迅速注塑工艺加工工艺：

工艺性能：三维打印逐级生产加工获得零件，这会造成 商品表层有阶梯纹效用。立即打印的模具也存有相近难题，中后期必须机械加工或是喷砂处理来清除这种细微的、齿状的边沿。除此之外，低于毫米的孔务必钻，更高的孔必须钻孔或是打孔，外螺纹特点必须攻牙或是切削。这种二次解决非常大水平上消弱了三维打印模具的速率优点。

规格要素：假如你需要设计双翘板或是塑料辅助工具，三维打印模具或许是没什么难题的。零件规格限定在10立方英寸(164立方分米)，大概是红心柚的规格。并且虽然当今的增材机器设备的精密度很高，可是依然无法同数控加工中心和EDM机器设备较为。后面一种生产加工的模芯精密度一般 达±0.003英尺(0.076毫米)，零件容积达到59立方英寸，大概是三维打印零件容积的6倍。

高溫自然环境：为确保原材料流通性能优良，注塑加工模具必须加温到十分高的溫度。铝合金模板和钢模板一般 历经500F(260℃)乃至高些溫度自然环境，特别是在在生产加工高溫塑料，如PEEK和PEI(Ultem)原材料。用这种金属材料模具生产好几千个零件非常容易，在最后批量生产模具出去前也可做为衔接模具应用。应用SLA或是类似三维打印加工工艺生产制造的模具原材料一般是感光或是热固性树脂，他们根据紫外线或是激光器干固。这种塑料模具虽然较为硬，可是在注塑加工的热力循环标准下毁损十分快速。实际上，在柔和自然环境下三维打印模具一般 在应用100次之内会无效，高溫塑料例如高压聚乙烯和或丁二烯。对夹层玻璃添充聚碳酸和耐热塑料，乃至只有生产好多个零件。

较为成本费：应用三维打印模具的一大初始是由于其低成本。生产等级机械加工模具成本费一般是20000美金乃至大量，代表着同1000美金的打印模具是类似较为。可是这一对比并不合理，打印模具成本的评定一般 只考虑到原材料耗费，并沒有考虑到人力、安装与安裝、喷涌系统软件和五金器材。例如ProtoLabsd的铝模具花销1500美金能够用以生产。假如必须生产大量零件?选用三维打印模具，你每生产50-一百个商品就必须再次打印、安装机检测新的模具。另一方面，不考虑到所应用的塑料，铝模具一般 在生产10000个零件依然服现役优良。

商品设计：传统式注塑加工模具生产制造的标准及实践活动早已有超出一个世纪的历史时间，领域对其科学研究较为深入。三维打印模具却十分新。例如拔模倾斜角务必高于或等于5度，以考虑绝大多数铝合金模板规定。塑料模具注塑加工塑料零件却遭遇挑戰，对塑料模具模具顶针的总数与安裝部位必须附加当心。

在提升模壁内厚和减少工作压力层面，塑料模具(尤其是高注塑加工溫度)在某种意义上更加灵便。进胶口的设计也不一样，理应防止应用隧道施工式和斑点状进胶口。立即进胶口、扇型进胶口、翼形进胶口应当提升到一切正常规格的3倍。

打印模具内高聚物的流动性方位应当与三维打印线一致，防止黏滞和底压造成的高添充。制冷系统可在一定水平上提升模具的使用寿命，但不容易显著降低打印模具的循环系统频次，由于塑料模具的排热工作能力不象铝合金模板或钢模板很好。

机会

虽然迅速铝模具有很多优点，一些状况下三维打印模具仍会充分发挥关键功效。针对有三维打印机、且有充足時间探寻打印模具怎样在塑料机上工作中的生产厂家，或许她们觉得应当立即打印模具。

自然，模具设计师务必了解怎么制作作用模具，模具的再次设计与制做要花很多成本费。有关的专业技术人员与机器设备也很必需――模具喷砂处理的机械工人、模具顶针安裝、塑料机操作工等，由于这种主要参数的设定与传统式模具有非常大的不一样。

可是这些――为何无需DMLS?为什么不立即打印金属材料模具?DMLS应用激光器和精细电子光学元器件在细微金属粉床边逐级“画”零件，生产的彻底高密度的商业服务商品广泛运用于航空公司、医药学行业。有的人预知未来铝和模具钢原材料的模具或许将立即打印，能出示超高效率的随形冷却循环水道，将很多降低注塑加工時间，增加模具使用期限。某种意义上，DMLS立即打印模具速度比较慢且价格昂贵，一般 只用以十分小、繁杂的模具，或者生产加工这些根据传统式机械加工方式难以生产制造的模具置入物。

评测靠谱

总体来说，ProtoLabs觉得最好是应用DMLS、SLA或别的三维打印加工工艺做她们善于的事：打印零件而不是模具。可是，假如考虑下列标准，三维打印注塑加工模具会是个靠谱的取代。

1)小批量生产且相对性简易的零件，商品必须较为大的拔模视角。

2)专用工具与模具设计精英团队要对三维打印模具的设计标准很了解。

3)有生产加工和安装塑料模具的工作人员和机器设备。

最后设计考虑到要素。假如你必须模具长期性应用，一旦三维打印模具认证了设计的合理化，下一步便是选用更加永久性的原材料制做模具，例如铝或是不锈钢板，由于塑料模具关键小批量生产商品生产应用。因为三维打印模具和传统式模具的设计不一样，新项目時间和成本预算需要考虑到一定频次的模具重设计和检测。

来源于：荣格

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