關(guān)于非金屬3D打印注塑模具,，你所需知道的一切都在這里

南極熊導(dǎo)讀：3D打印與注塑成型有很多的關(guān)系,。通過本文,，你可以了解為什么存在3D打印的注射模具,，以及制作的工藝過程,。
3D打印注塑模具,，塑造未來



要了解什么是3D打印的注塑模具,，我們從常規(guī)的注塑成型開始。

注射成型是塑料工業(yè)中最常見的制造工藝之一,。本質(zhì)上,，將熔融塑料注入模具型腔中，使其在冷卻時變硬,，然后打開模具并取出塑料件,。

注塑成型主要用于批量生產(chǎn)，因?yàn)樗�在設(shè)計,、測試和加工方面的前期成本很高,。當(dāng)然，所生產(chǎn)的零件越多,，單價就會急劇下降,，這就是使用注射成型進(jìn)行批量生產(chǎn)的原因和優(yōu)勢。

為什么要進(jìn)行3D打�,�,？

注塑模具本身是帶有型腔的金屬塊，這些型腔決定了所制成產(chǎn)品的形狀,。傳統(tǒng)上,，模具是通過計算機(jī)數(shù)控（CNC）銑床設(shè)計和生產(chǎn)的,，非常昂貴。

由于模具通常是由鋼和鋁等金屬制成的,，因此一旦生產(chǎn)出來就很難改變,。因此，3D打印注塑模具提供了一種便宜而靈活的替代方案,。

讓我們看一下如何實(shí)際打印3D注射模具,，利弊，3D打印注射模具的新發(fā)展,，以及最后打印的技巧,。

注意：雖然3D打印注塑模具很多人都可以做，但實(shí)際使用過程中,，可能需要更多的精力和設(shè)備,。當(dāng)然，也可以使用專業(yè)的3D打印服務(wù),。

如何3D打印模具,？


數(shù)據(jù)處理
3D打印注模與打印其他3D打印對象的方式類似：

• 注塑模具是使用CAD軟件設(shè)計的，例如AutoCAD  或Fusion 360,。
• 設(shè)計文件以STL格式保存,，并切片成G代碼。
• 使用3D打印機(jī)逐層打印模具,。
• 將模具安裝到金屬框架中,，并準(zhǔn)備進(jìn)行注塑。
  

3D打印注塑模具的材料既然已經(jīng)介紹了進(jìn)行3D打印注塑模具的基本過程,，那么讓看一下可以使用哪些材料,。

一般來說，您需要具有高強(qiáng)度和剛度的產(chǎn)品來承受注射過程中產(chǎn)生的壓力,。而且,，它將需要具有耐高溫。

以下是用于3D打印注塑模具的幾種常用材料：

• PETG（聚對苯二甲酸乙二酯）
• ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯）
• 尼龍（又名聚酰胺）
• PP（聚丙烯）
• TPE（熱塑性彈性體）
• POM（聚甲醛,，又名Delrin或乙縮醛）
  

可以使用SLM,、SLA、FDM,、材料噴射和SLS完成3D打印注塑模具  。也就是說,，由于高尺寸精度和光滑的表面非常適合注塑模具,，因此SLA是生產(chǎn)注塑模具的首選3D打印方法。


關(guān)于金屬框架及其在注塑模具中的作用,，您應(yīng)該了解一件事,�,？蚣転樽⑺苓^程中產(chǎn)生的壓力和熱量提供支撐。由于金屬框架可以普遍使用,，因此僅模具的模芯部分需要進(jìn)行3D打印,，因此更改設(shè)計既輕松又靈活。但是,，在整個模具進(jìn)行3D打印的情況下,，需要更多的材料和更長的打印時間。

3D打印注塑模具優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)


3D打印是生產(chǎn)注塑模具的絕佳選擇,，但也有其缺點(diǎn),。南極熊3D打印網(wǎng)特別提示，以下比較排除了金屬3D打印模具,。

優(yōu)點(diǎn)

• 低成本：生產(chǎn)注塑模具的傳統(tǒng)方法非常昂貴且耗時,，需要模具制造商的精密機(jī)械和專業(yè)知識。而3D打印是一種更便宜的制造模具的方法,。據(jù)報道,，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，3D打印模具最多可節(jié)省80％的成本,。
• 靈活性和效率： 3D打印大大減少了設(shè)計和生產(chǎn)時間,。任何具有3D打印經(jīng)驗(yàn)的人都可以打印模具，如果對它不滿意,，可以簡單地調(diào)整設(shè)計并打印另一個,。
• 小批量生產(chǎn)的適用性：采用傳統(tǒng)方法（例如CNC銑削）制成的注塑模具的初始成本很高。因此,，只有當(dāng)產(chǎn)量足夠大時,，才合算。另一方面,，3D打印模具的制造成本要便宜得多,，而且如果沒有初期高昂的前期成本，則最好使用3D打印模具來完成中小批量生產(chǎn),。
  

缺點(diǎn)

• 更長的生產(chǎn)時間：  由于塑料的導(dǎo)熱系數(shù)比金屬低,，因此3D打印的塑料模具生產(chǎn)產(chǎn)品所需的時間更長，從而延長了整體生產(chǎn)時間并降低了生產(chǎn)率,。
• 收縮：像許多其他3D打印對象一樣,，冷卻時3D打印的注射模可能會收縮,，這是3D打印中的常見問題,。當(dāng)需要精確尺寸時，這可能會帶來問題,。
• 結(jié)構(gòu)完整性較弱：  大多數(shù)3D打印模具均由塑料制成,，無法長時間承受高溫和高壓,。這會導(dǎo)致3D打印的注塑模具在澆口和焊縫處老化。
  

3D打印注塑模具的前沿研究
我們一起來看看3D打印注塑模具領(lǐng)域的一些最新進(jìn)展,。

表面涂層
3D打印的注塑模具在高溫和高壓下易于降解,。用保護(hù)涂層改善表面壽命是防止熱降解的一種方法。在3D打印的注塑模具表面上沉積一層金屬,、金屬硝酸鹽,、陶瓷和氧化物可增強(qiáng)其耐熱性和抗撕裂性。

導(dǎo)熱復(fù)合材料
導(dǎo)熱率是物體導(dǎo)熱能力的量度,。金屬比塑料具有更好的導(dǎo)熱性,。換句話說，金屬可以比塑料更快地被加熱或冷卻,。

由于3D打印注塑模具（模具）的加熱和冷卻階段要比CNC模具更長,，因此它們的循環(huán)時間也更長。在給定時期內(nèi)只能生產(chǎn)較少的產(chǎn)品,，則與傳統(tǒng)的金屬模具相比,，生產(chǎn)成本會增加。

為了解決這個問題,，在模具材料中加入了導(dǎo)熱添加劑以改善注射過程,。例如，可以將氮化硼添加到ABS中,，將鐵顆粒添加到環(huán)氧樹脂中,。

金屬3D打印注射模具
金屬具有比塑料更好的導(dǎo)熱性，那么為什么不3D打印金屬注射模呢,？隨著金屬3D打印的最新發(fā)展,，這也開始得到了大量應(yīng)用。但是,，3D打印金屬仍然比塑料貴得多,，因此前期成本仍然很高。

3D打印注塑模具的注意事項(xiàng)






在開始打印注塑模具之前,，請考慮以下有用的提示：

• 打印數(shù)量：確保您知道要制作多少個產(chǎn)品,！請記住，3D打印的注塑模具僅用于小批量生產(chǎn)（30到100個,，具體取決于模具）,。因此，如果您打算制造數(shù)千個,，則可能需要考慮使用常規(guī)模具,。
• 添加拔模角度：直角會使注塑零件很難從模具中脫出，因此請嘗試添加2度拔模角度以使對象更容易滑出。
• 使用3D打印服務(wù)：別忘了總是有3D打印服務(wù)路線,，這可以幫助您設(shè)計模具并按照自己的確切要求打印模具，而無需費(fèi)力,。中國國內(nèi)也有不少這樣的服務(wù)廠商,。
  

小思考。演化經(jīng)濟(jì)學(xué)家卡蘿塔·佩雷斯(Carlota Perez)理論,，每次以技術(shù)為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)周期變革,，其周期大約在60年：前30年為基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)明階段，后30年為技術(shù)加速應(yīng)用階段,。而從1986年美國誕生了世界上第一家生產(chǎn)3D打印設(shè)備的公司3D Systems起,，到現(xiàn)在2020年，開始了后面的30年,，3D打印技術(shù)開始加速應(yīng)用,。


參考內(nèi)容 https://all3dp.com/2/3d-printed-injection-mold/