许多3D打印支持者声Uͼ3D打印寚w要开模具的注塑成型是个很好的代替。真的是q样?下面我们一起去看看大家的意见是怎么L(fng)?
增材刉?大家所熟知?D打印)已经l制造业带来了巨大媄响。那些曾l需要几癄元、耗时几周的手板gQ现在可以早上设计、晚上打华ͼW二天早上就可以送达客户手里?
有些公司已经在?D打印工艺刉注塑模兗不再需要花费几个月旉来等待可以用于生产的模具的制造，或者因Z游设计变化导致修Ҏ(gu)L(fng)大量金钱投入Q或者生产层上的不确定因素。不是模具验证q是注塑件小扚w生Q都可以快?D打印模具。如果模h问题或者需要修改设计，再打C个ƈ重复验证或生产就是。对?
q些观点有一些道理。塑?D打印的注塑模h点像我们后院的塑料棚Q它比金属棚便宜Q塑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，他们破裂成一屋的片?
3D打印模具有自q一席之圎ͼ有些企业?D打印模具的应用上比较成功。支持者称3D打印模具比传l模具加工方式快?0%、便宜达70%。在某些情况下这可能是真实的Q但是明白金属模L(fng)?D打印塑料模具的优?劣势非常重要?
真正的模P真正的快?
快速制造公司ProtoLabs自从1999q已l开始生产快速模h塑零件。它提供的模具可刉工E塑料、金属、液态硅?LSR){材料的零g。模具主要用铝(有些情况下用?材机加工得到Q可加工几个?000个零Ӟ发货旉1-15天?
它的工业U?D打印服务包括光固?SLA)、选择性激光烧l?SLS)和直接金属激光烧l?DMLS)。可打印材料包括仿聚丙烯和ABS的类热塑性材料、工业龙及金?如不锈钢、铝合金及钛合金{??
既然有如此大范围加工能力Qؓ(f)什么不直接打印模具Q而是机加工制造模具呢?
模具刉商当警?
ProtoLabs公司工程师一直在考虑打印模具Q但是在做了16q的快速模L(fng)意，一些原因仍q他们坚持可靠的快速注塑成型工艺：(x)
表面质量Q?D打印逐层加工得到零gQ这?x)导致品表面有台阶UҎ(gu)应。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些l小的、状的边缘。此外，于1mm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ơ处理很大程度上削弱?D打印模具的速度优势?
寸因素Q如果你要设计滑板或者塑料工L(fng)Q?D打印模具也许是毫无问题的。零件尺寔R制在10立方英寸(164立方厘米)Q大致是柚子的尺寸。而且管当前的增材设备的_ֺ很高Q但是仍然没法同加工中心和EDM讑֤比较。后者加工的模腔_ֺ通常达�0.003英寸(0.076mm)Q零件体U高?9立方英寸Q大致是3D打印零g体积?倍?
高温环境Qؓ(f)保证材料动性能良好Q注塑模具需要加热到非常高的温度。铝模和钢模通常l历500F(260?甚至更高温度环境Q尤其在加工高温塑料Q如PEEK和PEI(Ultem)材料。用q些金属模具生几千个零件很Ҏ(gu)Q在最l量产模具出来前也可作ؓ(f)q渡模具使用。用SLA或者相?D打印工艺刉的模具材料一般是光敏或者热固性树(wi)脂，它们通过紫外光或者激光固化。这些塑料模具尽比较硬Q但是在注塑的热循环条g下损毁非常迅速。事实上Q在温和环境?D打印模具通常在?00ơ以内会(x)失效Q高温塑料比如聚乙烯和或苯乙烯。对ȝ填充聚碳酔R和耐高温塑料，甚至只能生几个零g?
比较成本Q?D打印模具的一大原始是因ؓ(f)其成本低。生产别机加工模具成本一般是20000元甚至更多Q意味着?000元的打印模h同类比较。但是这个类比ƈ不公qI打印模具陈本的评估通常只考虑材料消耗，q没有考虑人工、装配与安装、喷系l和五金器具。比如ProtoLabsd的铝模具p1500元可以用于生。如果需要生产更多零?采用3D打印模具Q你每生?0-100个品就需要重新打印、装配机试新的模具。另一斚wQ不考虑所使用的塑料，铝模具通常在生?0000个零件仍然服役良好?
产品设计Q传l注塑模具制造的原则及实践已l有过一个世U的历史Q行业对其研I比较透彻?D打印模具却非常新。比如拔模斜角必d于等?度，以满_部分铝模要求。塑料模h塑塑料零件却面(f)挑战Q对塑料模具剙的数量与安装位置需要额外小心?
在增加模腔壁厚和降低压力斚wQ塑料模?其是高注塑温度)在某U程度上更ؓ(f)灉|。浇口的设计也不同，应当避免使用隧道式和点状口。直接浇口、扇形浇口、翼形浇口应该增加到正常寸?倍?
打印模具内聚合物的流动方向应该与3D打印U一_(d)避免_滞和低压引L(fng)高填充。冷却系l可在一定程度上提高模具的寿命，但不?x)明N低打印模L(fng)循环ơ数Q因为塑料模L(fng)散热能力不像铝模或钢模那么好?
时机
管快速铝模具有很多优势，有些情况?D打印模具仍会(x)发挥重要作用。对于有3D打印机、且有够时间探索打印模具如何在注塑Z工作的厂Ӟ也许他们认ؓ(f)应该直接打印模具?
当然Q模兯计师必须理解如何制作功能模具Q模L(fng)重新设计与制作要p大量成本。相关的技术h员与讑֤也很必要——模具喷砂的机械工h、顶针安装、注塑机操作员等Q因些参数的讄与传l模h很大的不同?
但是{等——ؓ(f)什么不用DMLS?Z么不直接打印金属模具?DMLS使用Ȁ光和_֯光学器g在细金属粉末床上逐层“画”零Ӟ生的完全致密的商业产品q泛应用于航I、医学领域。有些h预测未来铝和模具钢材料的模具也许直接打华ͼ能提供超高效的随形冷却水道，大量减注塑时_(d)廉模具使用寿命。某U程度上QDMLS直接打印模具速度慢且昂贵Q通常只用于非常小、复杂的模具Q或则加工那些通过传统机加工方法很隑ֈ造的模具嵌入物?
实测可靠
ȝ来说QProtoLabs认ؓ(f)最好用DMLS、SLA或其?D打印工艺做他们擅长的事：(x)打印零g而不是模兗但是，如果满以下条gQ?D打印注塑模具?x)是个可靠的替代?
1)批量且相对单的零gQ品需要比较大的拔模角度?
2)工具与模兯计团队要?D打印模具的设计原则很熟?zhn)?
3)有加工和装配塑料模具的h员和讑֤?
最l设计考虑因素。如果你需要模具长期用，一?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Q比如铝或者不锈钢Q因为塑料模具主要小扚w产品生使用。由?D打印模具和传l模L(fng)设计不同Q项目时间和预算上要考虑一定次数的模具重设计和试?
