2017日本工業(yè)展·3D打印模具應(yīng)用,小批量大批量均可實(shí)現(xiàn)

模具是工業(yè)制造的基礎(chǔ)，從幾千年前起古代的青銅器就是采用鑄造的技術(shù)制造的,，如今經(jīng)過幾千年的發(fā)展,，生產(chǎn)制造仍然大量的使用模具。傳統(tǒng)的模具按照不同材料分包括：塑料模,、金屬沖壓模,、鍛壓模、金屬壓鑄模,、陶瓷模,、玻璃模、玻璃鋼模具,、砂模,、石膏模等等。

△這是一套注塑模具（金屬材質(zhì)）

由于3D打印技術(shù)的誕生,，模具的制造方式也發(fā)生了轉(zhuǎn)變,，以前通過機(jī)加工切削方式制造的金屬模具如今可以通過3D打印機(jī)直接打印，以前用手工制作砂模如今也可以直接3D打印,，以前手工雕刻蠟?zāi)Ｈ缃褚部梢灾苯?D噴蠟等等,。


2017年6月21日，南極熊受日本工業(yè)展邀請來到東京,，在此次展會上看到了不少與3D打印模具相關(guān)的應(yīng)用案例,，與各位熊友分享：

這是一臺小型注塑機(jī)，對于傳統(tǒng)的注塑廠家來說,，一般需要開一套金屬模具然而安裝在注塑機(jī)上去生產(chǎn)塑料件,，金屬模具開制周期長，成本高,，尤其對于小批量的生產(chǎn),，金屬模具壽命過長產(chǎn)生資源浪費(fèi)。而Stratasys與SWANY合作的3D打印模具可以用于小批量的注塑生產(chǎn),，該模具使用PolyJet 光聚合物打印,，Stratasys方面表示，3D打印模具的生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)模具,。

但與傳統(tǒng)模具相比,，該新型模具可承受材料的熱度、壓力均較低,。盡管塑料模具的耐用度不如金屬模具,，但可用于原型制造和數(shù)百次注射的短期產(chǎn)品,。3D打印模具被用于生產(chǎn)原型件時，有助于找出設(shè)計問題,，避免耗費(fèi)大量資金制作設(shè)計不完善的鋁制或鋼制模具,。

照片展示的注塑件是用于汽車模型的底盤，對于小批量的生產(chǎn)汽車模型,，這種方式成本更低,。

這是3D打印機(jī)制造的吹塑模具，主要用于生產(chǎn)塑料瓶子,，同樣是用于小批量生產(chǎn),。

當(dāng)需要用于大批量生產(chǎn)時，還是需要金屬模具,，一些金屬3D打印企業(yè),，希望直接3D打印金屬模具，取代機(jī)加工的方式,。3D打印金屬模具的優(yōu)勢主要在于可以重新設(shè)計模具結(jié)構(gòu),，優(yōu)化模具內(nèi)部的冷卻水路，加速注塑過程中模具冷卻時間,，延長模具使用壽命,。

左側(cè)兩個透明塑料模型，演示了3D打印模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及冷卻水路的情況,。模具在用于生產(chǎn)注塑件時,，需要將加熱融化的塑料注入到模具模具內(nèi)部，待塑料冷卻后打開模具即可取出成型的塑料件,，因此塑料件冷卻的過程非常重要，冷卻速度越快生產(chǎn)一個塑料件需要的時間越短,，金屬模具處于高溫的時間越短使用壽命越長,。

對于失蠟鑄造方式，3D打印機(jī)可以打印蠟?zāi)�,，替代了人工雕刻蠟�(zāi)５裙に�,，在中國的首飾領(lǐng)域已經(jīng)大面積普及使用。藍(lán)色的蠟?zāi)Ｊ怯蒘olidscape設(shè)備打印,。

黃色和白色的樣品就是將蠟?zāi)Ｈ廴诘粢院�,，鑄造出來的首飾樹，一個一個剪下來就是單個的首飾了,。

FDM 3D打印技術(shù)之前一直沒有用于鑄造領(lǐng)域,，主要是所打印的材料無法用于鑄造，直到Polymaker推出了PolyCast鑄造材料,，下圖左側(cè)是使用PolyCast材料3D打印出的塑料母模,，將其進(jìn)行包埋制作砂模,，然后再將其高溫?zé)�掉，即可灌入金屬制造出金屬零��,，就像下圖右邊的金屬件一樣,。

左側(cè)是鑄造出的金屬件，右側(cè)是砂模,。

還有一種3D打印機(jī)是直接3D打印砂型,，比如下圖這種設(shè)備，我們在國內(nèi)也見過不少,，一般使用SLS激光燒結(jié)工業(yè)或者3DP粉末粘合工藝,。

3D打印出的砂模，結(jié)構(gòu)還是非常復(fù)雜的,，可以用于鑄造金屬,。

目前，3D打印技術(shù)在模具行業(yè)的應(yīng)用主要是以上幾大類,，我們在日本工業(yè)展上都有看到,，各位熊友如果對于其中某一項技術(shù)感興趣，可以在南極熊搜索關(guān)鍵詞了解更多信息,。

模具領(lǐng)域的應(yīng)用,，未來潛力大

深圳也有一家類似的企業(yè)，迪嘉機(jī)械