2017日本工業(yè)展·3D打印模具應用,小批量大批量均可實現(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，以前通過機加工切削方式制造的金屬模具如今可以通過3D打印機直接打印,，以前用手工制作砂模如今也可以直接3D打印,，以前手工雕刻蠟模如今也可以直接3D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)的應用案例，與各位熊友分享：

這是一臺小型注塑機,，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,。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打印機可以打印蠟模,，替代了人工雕刻蠟模等工藝，在中國的首飾領(lǐng)域已經(jīng)大面積普及使用,。藍色的蠟模是由Solidscape設(shè)備打印,。

黃色和白色的樣品就是將蠟模熔融掉以后，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,，將其進行包埋制作砂模，然后再將其高溫燒掉,，即可灌入金屬制造出金屬零件,，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)域的應用，未來潛力大

深圳也有一家類似的企業(yè),，迪嘉機械