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    许多3D打印支持者声¿UŽÍ¼Œ3D打印寚wœ€è¦å¼€æ¨¡å…·çš„注塑成型是个很好的代替。真的是˜q™æ ·å?下面我们一起去看看大家的意见是怎么æ ïLš„?

    增材刉™€?大家所熟知çš?D打印)已经¾l™åˆ¶é€ ä¸šå¸¦æ¥äº†å·¨å¤§åª„响。那些曾¾léœ€è¦å‡ ç™„¡¾Žå…ƒã€è€—时几周的手板äšgåQŒçŽ°åœ¨å¯ä»¥æ—©ä¸Šè®¾è®¡ã€æ™šä¸Šæ‰“华ͼŒ½W¬äºŒå¤©æ—©ä¸Šå°±å¯ä»¥é€è¾¾å®¢æˆ·æ‰‹é‡Œã€?

    有些公司已经在ä‹Éç”?D打印工艺刉™€ æ³¨å¡‘模兗÷€‚不再需要花费几个月旉™—´æ¥ç­‰å¾…可以用于生产的模具的制造，或者因ä¸ÞZ¸‹æ¸¸è®¾è®¡å˜åŒ–导致修æ”ÒŽ¨¡å…ïLš„大量金钱投入åQŒæˆ–者生产层上的不确定因素。不½Ž¡æ˜¯æ¨¡å…·éªŒè¯˜q˜æ˜¯æ³¨å¡‘件小扚w‡ç”Ÿäñ”åQŒéƒ½å¯ä»¥å¿«é€?D打印模具。如果模å…ähœ‰é—®é¢˜æˆ–者需要修改设计，再打åîC¸€ä¸ªåƈ重复验证或生产就是。对å?

    ˜q™äº›è§‚点有一些道理。塑æ–?D打印的注塑模å…ähœ‰ç‚¹åƒæˆ‘们后院的塑料棚åQŒå®ƒæ¯”金属棚便宜åQŒå¡‘料棚搭徏速度很快且在低蝲荷下表现良好。但是如果积雪太多，他们ž®†ç ´è£‚成一屋的¼„Žç‰‡ã€?

    3D打印模具有自å·Þqš„一席之圎ͼŒæœ‰äº›ä¼ä¸šåœ?D打印模具的应用上比较成功。支持者称3D打印模具比传¾lŸæ¨¡å…·åŠ å·¥æ–¹å¼å¿«è¾?0%、便宜达70%。在某些情况下这可能是真实的åQŒä½†æ˜¯æ˜Žç™½é‡‘属模å…ïL›¸æ¯?D打印塑料模具的优åŠ?劣势非常重要ã€?

    真正的模å…øP¼ŒçœŸæ­£çš„å¿«é€?

    快速制造公司ProtoLabs自从1999òq´å·²¾lå¼€å§‹ç”Ÿäº§å¿«é€Ÿæ¨¡å…äh³¨å¡‘零件。它提供的模具可刉™€ å·¥½E‹å¡‘料、金属、液态硅èƒ?LSR)½{‰ææ–™çš„零äšg。模具主要ä‹É用铝(有些情况下用é’?材机加工得到åQŒå¯åŠ å·¥å‡ ä¸ªåˆ?000个零ä»Óž¼Œå‘货旉™—´1-15天ã€?

    它的工业¾U?D打印服务包括光固åŒ?SLA)、选择性激光烧¾l?SLS)和直接金属激光烧¾l?DMLS)。可打印材料包括仿聚丙烯和ABS的类热塑性材料、工业çñ”ž®¼é¾™åŠé‡‘å±?如不锈钢、铝合金及钛合金½{?ã€?

    既然有如此大范围加工能力åQŒäؓ什么不直接打印模具åQŒè€Œæ˜¯æœºåŠ å·¥åˆ¶é€ æ¨¡å…·å‘¢?

    模具刉™€ å•†å½“è­¦æƒ?

    ProtoLabs公司工程师一直在考虑打印模具åQŒä½†æ˜¯åœ¨åšäº†16òq´çš„快速模å…ïL”Ÿæ„ï¼Œä¸€äº›åŽŸå› ä»˜q«ä‹É他们坚持可靠的快速注塑成型工艺：

    表面质量åQ?D打印逐层加工得到零äšgåQŒè¿™ä¼šå¯¼è‡´äñ”品表面有台阶¾UÒŽ•ˆåº”。直接打印的模具也存在类似问题，后期需要机加工或者喷砂来消除˜q™äº›¾l†å°çš„、é‹É状的边缘。此外，ž®äºŽ1mm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‹Æ¡å¤„理很大程度上削弱äº?D打印模具的速度优势ã€?

    ž®ºå¯¸å› ç´ åQšå¦‚果你要设计滑板或者塑料工å…ïL®±åQ?D打印模具也许是毫无问题的。零件尺寔R™åˆ¶åœ¨10立方英寸(164立方厘米)åQŒå¤§è‡´æ˜¯æŸšå­çš„尺寸。而且ž®½ç®¡å½“前的增材设备的¾_‘Öº¦å¾ˆé«˜åQŒä½†æ˜¯ä»ç„¶æ²¡æ³•åŒåŠ å·¥ä¸­å¿ƒå’ŒEDM讑֤‡æ¯”较。后者加工的模腔¾_‘Öº¦é€šå¸¸è¾¾ï¿½0.003英寸(0.076mm)åQŒé›¶ä»¶ä½“¿U¯é«˜è¾?9立方英寸åQŒå¤§è‡´æ˜¯3D打印零äšg体积çš?倍ã€?

    高温环境åQšäؓ保证材料‹¹åŠ¨æ€§èƒ½è‰¯å¥½åQŒæ³¨å¡‘模具需要加热到非常高的温度。铝模和钢模通常¾låŽ†500F(260â„?甚至更高温度环境åQŒå°¤å…¶åœ¨åŠ å·¥é«˜æ¸©å¡‘æ–™åQŒå¦‚PEEKå’ŒPEI(Ultem)材料。用˜q™äº›é‡‘属模具生äñ”几千个零件很å®ÒŽ˜“åQŒåœ¨æœ€¾lˆé‡äº§æ¨¡å…·å‡ºæ¥å‰ä¹Ÿå¯ä½œäØ“˜q‡æ¸¡æ¨¡å…·ä½¿ç”¨ã€‚ä‹É用SLA或者相ä¼?D打印工艺刉™€ çš„模具材料一般是光敏或者热固性树脂，它们通过紫外光或者激光固化。这些塑料模具尽½Ž¡æ¯”较硬åQŒä½†æ˜¯åœ¨æ³¨å¡‘的热循环条äšg下损毁非常迅速。事实上åQŒåœ¨æ¸©å’ŒçŽ¯å¢ƒä¸?D打印模具通常在ä‹Éç”?00‹Æ¡ä»¥å†…会失效åQŒé«˜æ¸©å¡‘料比如聚乙烯和或苯乙烯。对çŽÈ’ƒå¡«å……聚碳酔R…¯å’Œè€é«˜æ¸©å¡‘料，甚至只能生äñ”几个零äšgã€?

    比较成本åQšä‹Éç”?D打印模具的一大原始是因äؓ其成本低。生产çñ”别机加工模具成本一般是20000¾ŸŽå…ƒç”šè‡³æ›´å¤šåQŒæ„å‘³ç€å?000¾ŸŽå…ƒçš„打印模å…äh˜¯åŒç±»æ¯”较。但是这个类比åƈ不公òq»I¼Œæ‰“印模具陈本的评估通常只考虑材料消耗，òq¶æ²¡æœ‰è€ƒè™‘人工、装配与安装、喷ž®„ç³»¾lŸå’Œäº”金器具。比如ProtoLabsd的铝模具èŠÞp´¹1500¾ŸŽå…ƒå¯ä»¥ç”¨äºŽç”Ÿäñ”。如果需要生产更多零ä»?采用3D打印模具åQŒä½ æ¯ç”Ÿäº?0-100个äñ”品就需要重新打印、装配机‹¹‹è¯•æ–°çš„模具。另一斚w¢åQŒä¸è€ƒè™‘所使用的塑料，铝模具通常在生äº?0000个零件仍然服役良好ã€?

    产品设计åQšä¼ ¾lŸæ³¨å¡‘模具制造的原则及实践已¾læœ‰­‘…过一个世¾Uªçš„历史åQŒè¡Œä¸šå¯¹å…¶ç ”½I¶æ¯”较透彻ã€?D打印模具却非常新。比如拔模斜角必™åÕd¤§äºŽç­‰äº?度，以满­‘›_¤§éƒ¨åˆ†é“æ¨¡è¦æ±‚。塑料模å…äh³¨å¡‘塑料零件却面äÍ挑战åQŒå¯¹å¡‘料模具™å‰™’ˆçš„数量与安装位置需要额外小心ã€?

    在增加模腔壁厚和降低压力斚w¢åQŒå¡‘料模å…?ž®¤å…¶æ˜¯é«˜æ³¨å¡‘温度)在某¿Uç¨‹åº¦ä¸Šæ›´äؓ灉|´»ã€‚浇口的设计也不同，应当避免使用隧道式和点状‹¹‡å£ã€‚直接浇口、扇形浇口、翼形浇口应该增加到正常ž®ºå¯¸çš?倍ã€?

    打印模具内聚合物的流动方向应该与3D打印¾U¿ä¸€è‡ß_¼Œé¿å…¾_˜æ»žå’Œä½ŽåŽ‹å¼•èµïLš„高填充。冷却系¾lŸå¯åœ¨ä¸€å®šç¨‹åº¦ä¸Šæé«˜æ¨¡å…·çš„寿命，但不会明æ˜ùN™ä½Žæ‰“印模å…ïLš„循环‹Æ¡æ•°åQŒå› ä¸ºå¡‘料模å…ïLš„散热能力不像铝模或钢模那么好ã€?

    时机

    ž®½ç®¡å¿«é€Ÿé“æ¨¡å…·æœ‰å¾ˆå¤šä¼˜åŠ¿ï¼Œæœ‰äº›æƒ…况ä¸?D打印模具仍会发挥重要作用。对于有3D打印机、且有èƒö够时间探索打印模具如何在注塑æœÞZ¸Šå·¥ä½œçš„厂å®Óž¼Œä¹Ÿè®¸ä»–们认äؓ应该直接打印模具ã€?

    当然åQŒæ¨¡å…¯‚®¾è®¡å¸ˆå¿…须理解如何制作功能模具åQŒæ¨¡å…ïLš„重新设计与制作要èŠÞp´¹å¤§é‡æˆæœ¬ã€‚相关的技术äh员与讑֤‡ä¹Ÿå¾ˆå¿…要——模具喷砂的机械工äh、顶针安装、注塑机操作员等åQŒå› ä¸ø™¿™äº›å‚数的讄¡½®ä¸Žä¼ ¾lŸæ¨¡å…ähœ‰å¾ˆå¤§çš„不同ã€?

    但是½{‰ç­‰â€”—äؓ什么不用DMLS?ä¸ÞZ»€ä¹ˆä¸ç›´æŽ¥æ‰“印金属模具?DMLS使用‹È€å…‰å’Œ¾_‘Ö¯†å…‰å­¦å™¨äšg在细ž®é‡‘属粉末床上逐层“画”零ä»Óž¼Œç”Ÿäñ”的完全致密的商业产品òq¿æ³›åº”用于航½Iºã€åŒ»å­¦é¢†åŸŸã€‚有些äh预测未来铝和模具钢材料的模具也许ž®†ç›´æŽ¥æ‰“华ͼŒèƒ½æä¾›è¶…高效的随形冷却水道，ž®†å¤§é‡å‡ž®‘注塑时é—ß_¼Œå»‰™•¿æ¨¡å…·ä½¿ç”¨å¯¿å‘½ã€‚某¿Uç¨‹åº¦ä¸ŠåQŒDMLS直接打印模具速度慢且昂贵åQŒé€šå¸¸åªç”¨äºŽéžå¸¸å°ã€å¤æ‚的模具åQŒæˆ–则加工那些通过传统机加工方法很隑ֈ¶é€ çš„模具嵌入物ã€?

    实测可靠

    æ€Èš„来说åQŒProtoLabs认äؓ最好ä‹É用DMLS、SLA或其ä»?D打印工艺做他们擅长的事：打印零äšg而不是模兗÷€‚但是，如果满èƒö以下条äšgåQ?D打印注塑模具会是个可靠的替代ã€?

    1)ž®æ‰¹é‡ä¸”相对½Ž€å•çš„零äšgåQŒäñ”品需要比较大的拔模角度ã€?

    2)工具与模兯‚®¾è®¡å›¢é˜Ÿè¦å¯?D打印模具的设计原则很熟悉ã€?

    3)有加工和装配塑料模具的äh员和讑֤‡ã€?

    最¾lˆè®¾è®¡è€ƒè™‘因素。如果你需要模具长期ä‹É用，一æ—?D打印模具验证了设计的合理性，下一步就是采用更为永久的材料制作模具åQŒæ¯”如铝或者不锈钢åQŒå› ä¸ºå¡‘料模具主要小扚w‡äº§å“ç”Ÿäñ”使用。由äº?D打印模具和传¾lŸæ¨¡å…ïLš„设计不同åQŒé¡¹ç›®æ—¶é—´å’Œé¢„算上要考虑一定次数的模具重设计和‹¹‹è¯•ã€?