看3D打印怎么搅动模具制作的风云！

有工业的地方就有模具。无论是个性化定制的金银首饰，抑或是批量出产的日常用品，都离不开模具，所以模具被誉为“工业之母”乃实至名归。

从古代的青铜鼎铸造到现代的汽车出产，模具涵盖了各职业的很多出产工艺，是一门既陈旧而又不断与时俱进的职业。纵观模具职业的开展进程，从开始的纯手工制作模具，到模具的机械加工，再到现在引入了数字化规划与自动控制的模具数控加工，模具在精度、难度不断进步且出产周期不断缩短的一起，纯手工制作的工序在不断削减。

很多的新技能中，最早运用到模具职业的当属3D打印了。跟着3D打印、智能机床、高精度的三维丈量设备、增强实践（AR）以及机器人等技能的日趋老练，模具出产正朝着智能制作的方向开展。

本文首要对3D打印与模具智能制作的联系进行说明。

在模具的规划、制作及保护三个首要环节中，都能找到3D打印的运用事例。

在模具规划开发之前，会有一个完整的产品规划开发过程。引入3D打印辅佐产品的规划开发，不光能够降低产品实样的研发费用，并且大幅缩短了开发的周期。模具的优势在于大批量的产品出产，但鉴于传统出产工艺的制约，新产品推出商场前一般得先开模具。假如商场反响杰出，模具能投入到批量出产，天然大快人心；假使商场反响平平，新产品没有批量出产的含义，那么前期开发的模具都将糟蹋。

假如用3D打印机出产出小批量新产品探究商场，可节约前期模具的开发周期及费用，即便是用3D打印代替部分配件，也可节约一笔模具开发费用。然后依据商场反响的信息，对反响杰出的产品进行改善后再开模出产，有的放矢的作用并非打鱼撒网所能及。模具规划的合理性直接影响到模具制作的精度、工艺以及运用寿命，关于结构杂乱的模具，用3D打印机将CAD软件规划的模具构件打印出来，通过实践的装配进一步验证结构的合理性。

进入到模具制作的环节，3D打印运用就更广了。关于尺度精度要求高并且结构杂乱的塑料模，一般在正式开模前会先做一套实验模。与正式模比较，实验模的资料强度低、并且结构精简，只需为正式模供给实践出产数据以供验证即可。尽管如此，实验模的费用以及出产周期仍然可观。凭借3D打印技能，将模腔以及抽芯等部件直接打印出来，再结合传统的模具组立办法，可大幅降低模具的出产周期以及出产本钱。

以3D打印代替数控加工、电火花等多种加工工艺，使模具的加工与调试以及配件尺度的调整变得适当快捷。现在运用在工业级小批量产品打印以及3D打印实验塑料模中，Stratasys公司的Objet500 Connex3打印机合作Digital ABS资料是一个不错的解决方案。

前面所叙述的都是塑料3D打印的运用，在正式模具的制作中，还会用到金属3D打印的工艺。

在塑料模具中，冷却是其间一个很重要的工艺环节，合理的冷却体系可在保证塑料件尺度精度高、产品变形小的前提下，尽量缩短产品的注塑时刻，以进步出产功率。传统的工艺是在模具型腔板与行位（抽芯滑块）上通过钻孔、堵孔等办法加工出一个直线框式的运水体系。此法尽管能够凭借铣床、摇臂钻床等设备加工出来，但运水体系往往与产品的形状相去甚远，形成冷却不均匀，导致出产功率上不去。

假如依据产品的形状规划出运水体系，可使模具的冷却更加均匀，缩短了产品的冷却时刻，进步其质量与出产功率。这种冷却结构咱们称之为随形冷却体系，由于内部的运水管道弯弯曲曲，非常规办法所能加工，因而这类型腔板与行位需求用金属3D打印机直接打印出来。因而，现在金属3D打印首要仍是适用于精细模具的特别零部件加工。

模具完结并投入出产意味着进入了保护阶段，在这个阶段一般会遇到因产品细节需求部分调整的改模以及模具损坏的修理。

3D打印辅佐激光补焊

如附图所示是一款遥控器的塑料模修正的事例，按客户要求需求在电池仓加一个缺口。由于修正的部位在模腔的曲面上且较为精细，决议选用激光补焊加电火花加工的方案。之所以不选用本钱更低的氩弧焊， 一是由于其过多的焊肉会添加电火花加工的本钱，二是简单形成模腔的棱角部位发作熔融崩塌，三是由于其发热大，简单形成模具变形。

用激光补焊来修正金属表面的一些缺点部位较为直观、易操作，但是在模腔的曲面上添加一个有尺度要求的合作部位就不是那么简单了。特别是普通的焊接车间，一般不具备2D或3D视图软件，并且焊接师傅的看图才干有限，口述或者简单的文字说明很难得到一个相对精准的焊接作用。因而咱们运用桌面级的FDM打印机将模具该部分的终究形状打印出来，工人能够直观地进行补焊，并通过卡尺的丈量精确地控制电火花的加工余量。

据前瞻工业研究院发布的《2015-2020年我国3D打印工业商场需求与出资潜力分析陈述》，2010年时全球3D打印工业的商场规模挨近13.25亿美元，2011年这一数字增加至17.14亿美元，但到2013年这一数字直接飙升至40亿美元，同比2012年的22.04亿上涨了81.49%。

面对3D打印职业开展趋势，不少人忧虑3D打印将直接代替模具制作业。比较于3D打印来说，模具制作的工艺流程需求通过审图、模架加工、模芯加工、电极加工、模具零件加工、查验配备、飞模之后才干进行出产，工艺流程要杂乱的多。而3D打印通过建模软件建模后，再截图“切片”给打印机读取横截图信息即可进行打印出产。

不过也有业内人士表明，在3D打印尚出于初步阶段，关于压铸模和压铸件的模具企业来说，尚未构成威胁。前瞻工业研究院分析师孙海红认为，现在的3D打印技能并不合适批量出产，3D打印出产单件模型的本钱和出产上万件模具的本钱根本类似，而传统模具制作企业一旦规模化出产，就能显现出优势。

并且模具制作企业的出产时刻要比3D打印的出产时刻要少得多。尽管模具出产的前期准备比较多，但一旦万事俱备，仅需几秒钟就能够出产出一个产品，但现阶段的3D打印机却需求3个小时甚至更长的时刻才干出产出一件产品。所以，现阶段3D打印很难在批量化出产环节中代替模具制作业。

不少企业家关于3D打印代替模具制作业的问题看得更为乐观，尽管二者存在类似性，但未必一定是生死存亡的联系。未来3D打印技能老练，反而能够为模具制作企业所用，企业利用3D打印技能出产低效益的产品，而将模具制作技能用于出产附加值高、精细制作的产品，比如航空航天器械和医疗器械，从而实现整个工业的转型晋级。