3D打印注塑模具的優缺點、案例及制作方法
快速竿頭日進且競爭凌厲的注塑成型行業價值數千億美元，這促使制造商謀求更迅捷、老本更低的道道兒以維系領先地位。3D打印，也稱作增材造作，可贊助這些信用社比傳統工藝更快、更造福地筑造更好的注塑成型胎具和家什。方可說，3D打印模具正值更改胎具制造同行業的游戲規則。
在白文中，我輩將給大家牽線嗬喲是3D打印注塑模具以及它的分門別類，并將對龍生九子的制作方法拓展穿針引線，然后享用多個數一數二的役使案例，末段再對該招術的利弊展開下結論。
所謂注塑成型縱使受熱融注的酚醛骨材由超高壓射入模腔，透過冷卻固化后獲得注塑成型產品的長法，必不可缺用來批量生產。而這里邊的顯要即令注塑模具，由此它得以方便快捷地給塑料產品提供一體化的結構和毫厘不爽的尺碼。
眼下的模具筑造，也即或我們常說的開模，普通是一個機械加工長河。其流程敢情是，先是據悉最終產品的數目字3D模子透過軟件締造數目字模具，席卷規定注塑成型長河中所需的型腔數碼、澆口職務和流道體系。
接下來應用經過CNC、鈾礦床和車床等工具加工出模具零部件。想要贏得更好的注塑制品，模具幾度還內需精加工，末了空投以增長表面質量。這是一個非常不勝其煩的過程，相似的工致注塑模具生兒育女周期在20-25天左不過。
ECCO（愛步）連年來施用Stratasys 3D打印機制造鞋底胎具，圖片發源：ECCO
與機械加工對待，3D打印亟需的步調更少，一揮而就胎具和機件分等只亟需六個工作日。居然有何不可在最短幾個鐘點大功告成模具的制作，速度快，時日短。
在本指南中，咱們將重點深入探討3D打印酚醛塑料和小五金模具炮制，它們亦可滿足莫衷一是的需求并所有不等的優點和缺陷。
3D打印塑料模具
由此酚醛塑料（或聚合物）3D打印機結節牢固耐溫的素材，得以使店堂在里頭打造諧調的注塑模具或找服務商火速訂座。3D打印塑料模具可用于微量組件（100個或者10,000個，求實有賴骨材），并且基金比小五金胎具低90%。
倘然預算星星，交貨期短，這就是說電木3D打印是首選的胎具制造法子。它也廣大用于原型筑造，這使營業所力所能及更快地展開測試和迭代，然后更有信心地轉賬風土民情家什開展廣闊生養。
1，動用的技巧和素材
招術一：熔化淤積成型 (FDM)，這是塑料模具炮制最劃算的3D打印解決方案，但運用此方法會長出凸現的層紋。索要透過末期磨擦或假象牙甩賣刪減，為了高達得天獨厚的精度，并且這些模具也得以由此機加工直達更嚴格的皂隸。
技巧二：樹脂3D打印，囊括幾何體光刻 (SLA)和數字光處理 (DLP)，這些是更受歡迎的招術。因為它添丁的胎具懷有更迷你的表面光潔度，亟待更少的后處理。
技術三：選擇性激光構成 (SLS) 是一種役使粉末狀聚合物素材和激光的技術，可提供具備表面質量和強度的模具，累見不鮮由增進尼龍制成。
雖然3D打印中使喚的塑料門類游人如織，但并偏差懷有材料都有何不可接受注塑機的旁壓力和溫度。素材的分選有賴要成型的酚醛的煉化溫度、注塑機的側壓力以及生養的器件數額。
里邊施用頂多的骨材囊括PETG、聚丙烯 (PP)、胎具樹脂、尼龍 (PA)、碳纖維尼龍之類，但它們一般性只能收受數十到數百次注塑成型的周期，對此數千個機件的添丁，大多數時光要么選項金屬而錯處塑料。
2，超塵拔俗使用案例
這里以百事可樂為例，讓咱們一同省視它是怎樣開銷新的吹塑胎具。風俗習慣吹瓶用的金屬胎具米珠薪桂且耗時，生兒育女原型恐怕亟待長達四圍的時間；依據其復雜程度，生育一套小五金家什的成本內需數千美元。
百事可樂經過3D打印造作模具嵌件，圖籍來源：Nexa3D
現行，百事可樂找到一種足夠金湯的辦法和材料來滿足他的需求。由此與漢高樂泰Nexa3D合作社通力合作，使喚其xPEEK147樹脂資料，組合Nexa3D NXE 400 3D打印機生育胎具的鑲件，再將其與風俗人情金屬胎具的部件結緣群起。一套完好的模具足以在12小時內制成，里頭3D打印工夫為8鐘點，后處理或錨固歲月為4小時。
原型胎具開支時日從4周減小到48小時，而外，每套胎具的資本有何不可從10,000美元滑降到350美元。這些良莠不齊筑造的模具足以生兒育女10000多個瓶子，而不會長出故障，比民俗的大五金模具節省了達標96%的血本。
對此風俗習慣的注塑成型而言最大資本是制造模具，除非曠達生養和銷售制品，干才撤銷胎具的生產成本。如若成品的生命周期短或需求低，注資機加工模具說不定就尚未合算意義。此時，透過3D打印來打造胎具說不定是一種更佳的分選，在股本可控的限制，制造商得以將他倆的必要產品范圍擴張到此前在經濟上不合用的定制或小批量添丁。加上速度快，3D打印模具使制造商亦可更快地一呼百應客戶對新產品的需求，用于短期制品的末了開支生產。
讓咱倆再來細瞧國內的案例。迪嘉（Multiplus）是赤縣深圳的一家注塑成型公司，再者提供迅速開模及小批量注塑服務?？琥Q西游幾年，小批量生養的需求增創，鑒于炮制胎具的迷離撲朔和基金，風土人情上小批量生養的利潤率較低。迪嘉轉速3D打印，以推究切合更快地為較小訂單生育更便利的塑料模具，末梢窺見Formlabs的SLA 3D打印機與該店堂的玻璃填入樹脂材料Rigid 10K Resin非常適合她倆的Babyplast工業注塑機。
迪嘉通過Formlabs炮制3D打印注塑胎具，圖片來自：Formlabs
設計好模具后，迪嘉足以在一天內打印出模具并展開后處理，粘連萬古長存的胎具五金框架，半小時內就何嘗不可組建好，接下來起頭注塑成型。該店家將每個模具的施用次數粗粗是100次，但對此更大的訂單數量，有何不可一次3D打印多個胎具。
再來細瞧3D打印機制造商Markforged的應用案例。為了以省掉胎具加工的時間和費用，五湖四海最大的相碰測試假人制造商Humanetics翕然披沙揀金了3D打印。
Humanetics在Markforged 3D打印機上打印熱固性胎具，圖片源于：Markforged
該小賣部特需一種熱固性胎具來替代其值錢的外購硅膠工藝，該工藝力所能及在加熱至150℃時承受光輝的夾緊力。Markforged利用X7 3D打印機打印和Onyx骨材在約莫60鐘頭內生育出一個胎具，每個模具的本金約為240美元，而機加工硅膠模具的炮制時日為144鐘點，每個胎具的成本約為1,000美元。
3，優缺點淺析總結
塑料3D打印模具的可取緊要反映在：比習俗大五金胎具炮制速度快得多，方便得多；可并且打印多個胎具版本；動用可選項更高，相符外包制造商慎選；以防數據資料泄露，衛護知識產權的里面解決方案；注塑出去的機件身分平等。
相對判若鴻溝的弱項席卷：塑料模具的導熱性日常僅次于金屬模具，造成注塑件的制冷時日更長；比五金胎具磨損得更快；諒必仍需要機加工后甩賣才識滿足精密度渴求；胎具尺寸一定量。
3D打印小五金胎具
大五金3D打印胎具動用激增體己的使得因素與塑料3D打印模具的優勢一古腦兒不一。實際，在幾分情況下，小五金3D打印胎具莫不比謠風小五金模具更米珠薪桂且打造歲時更長。它不是胎具的制造更占優勢，而是百分之百產品在采取3D打印胎具來世產更具經濟效益。
1，役使的技巧和骨材
五金3D打印得以始建用于最終產品生兒育女和原型的胎具，得以奮斗以成水磨工夫的底細，使制造商亦可跳過傳統胎具制造過程中的多個步驟，并且不再特需諳練的機械師。
可比科普的工藝是選擇性激光熔融(SLM)，這也是金屬材料增材制作中的一種重大技術門徑。用到該工藝雖然何嘗不可落實嬌小的細節，但額外的加工仍然很寬泛。事實上，是因為時下的老本和加工進度，五金3D打印決不會替代注塑家什的機加工，而是一種有助于加快共同體生育速度的抵補。
另一種3D打印招術叫作一直能量沉積 (DED)，由激光在沉積區域時有發生熔池并高速移動，材料以末兒或絲狀直接送入高溫熔區，熔化后逐層沖積。這種解數使開外金屬材料的大五金模具化作說不定。譬如說，可以在純銅基板上使喚不銹鋼頂層，以將高導熱性和耐磨性粘結風起云涌，這是注塑成型家什所需的表征。
出于小五金3D打印器件一般性需要額外加工，因而市場上現出了尤其多的錯落機器，將3D打印機和CNC機器并軌到一臺機具中，遵循：五金3D打印草創商號Mantle出產的TrueShape機具就屬于這類機型。
TrueShape技巧可生產滿足家什制造商尖酸務求的玲瓏剔透部件，圖表緣于：Mantle
第一運用可擠壓工具鋼漿3D打印五金胎具。下一場，嵌入式CNC機器將模具加工成嚴酷的聽差，接下來在高溫爐中將其粘結。
2，卓著采取案例
3D打印能夠炮制懷有撲朔迷離保形冷卻陽關道的模具，它正在掀起模具炮制行當的一場打天下。制冷通道在小五金注射成型工具中是必要的，這么器件就足以更快、更勻溜地制冷。氣冷品級占整整周而復始時日的70%至80%，故而在胎具的滿貫生命周期內冷縮該歲月可為制造商節省坦坦蕩蕩股本。妥帖的制冷也會影響最終產品的尺碼精度、表面質量和習性。
使役人情的加工招術，經過直線鉆孔將冷卻大道日益增長到胎具中。元件的若干形制越卷帙浩繁，沿著模具輪廓維持準確無誤氣冷就越真貧，這會使繁復部件的民俗生產變得不行繞脖子和值錢。
與傳統工藝相對而言，3D打印有何不可在造型符合機件幾多形制的胎具內開立曲曲彎彎的冷卻通道，并在最需要的地方提供冷卻，以如虎添翼零部件成色并將氣冷工夫減去多達70%。
我輩然后現實探視幾個案例。第一，以普利司通為例，讓我們聯手細瞧它是怎么樣制造委實的全季車帶。風俗人情上的車胎胎具是透過以所需的模式手動將條狀和五金塊連珠到基本車帶模具上制成的。五金散裝是役使傳統的加工工具筑造，之所以其若干形制從略。
透過SLM Solutions的五金3D打印機筑造的車胎模具，圖形門源：SLM Solutions
現行，普利司通仰賴德國大五金3D打印機制造商SLM Solutions的SLM 機器打造3D打印小五金模具，工程師方可貫徹先前心余力絀落實的形制和模式。通過變更計劃性，如虎添翼了車胎的拉住性質，與此同時決不會影響車帶的毀壞人壽。
據SLM Solutions代表，已經不負眾望打印出了最薄處薄厚惟有0.3mm的鋼車胎模具。不僅僅是普利司通在施用3D打印，米其林自2013年來說徑直在銷行采用該招術制作的輪帶。
下一場，俺們再看一看境內的案例。易加三維拔罐制造商歸西用到風俗人情注塑成型的拔罐透明度較低，注塑頻率不高。必不可缺案由是由此風俗人情CNC技巧生兒育女的拔罐模具只好加工直溜溜冷卻通途，鞭長莫及有效地制冷胎具。
EP-M250 SLM 3D打印機生育的拔罐打針模，
透過施用易加Eplus3D EP-M250 SLM 3D打印機生育錯綜復雜的保形氣冷陽關道五金胎具。最后拔罐只需16.63s即可達成高射溫度。與索要22.97秒的傳統胎具相比之下，工夫精減了6秒之上，打針效率提高了約26％。
3D打印隨形制冷陽關道的優勢在游人如織小圈子的胎具筑造中都有映現，就拿電子煙的話，據廣東?？仆侣叮骸拔覀兘?年不外探詢的PCTG的資料，特別是在電子煙上頭的應用，這種產品這款骨材不曾3D打印招術，容許是朝向別有洞天一個系列化上移?！笨吹贸?D打印在模具行當的基本點，它真正釜底抽薪了風土辦不到速戰速決的難題。
3，利弊剖解小結
金屬3D打印模具的獨到之處重在映現在：與機加工胎具質量同義；可以制作隨形氣冷陽關道；使用比機加工模具更少的原材料，更快的進度；得以一次打印多個胎具版本；動用可選項更高，順應外包制造商精選；嚴防數據資料走漏風聲，護衛知識產權的里頭解決方案；注塑出來的零件成色劃一。二手注塑機回收
相對強烈的瑕疵概括：與機械加工對立統一，指不定索要更長的歲時和更高的老本；所需的前期企劃歲時更多和技能要求更高；諒必仍需要機加工后處理干才滿足精密度要求；模具尺寸一星半點。
其中運用最多的材料囊括不銹鋼和工具鋼。
一言以蔽之，與人情加工胎具對立統一，3D打印胎具的優勢介于速度、血本和骨材省去，并且計劃性更靈巧。以小五金3D打印模具的話，莫不以前只是中大型營業所才會應用，現如今中小模具廠也早就在使役，該技術的奉行只是歲月題目。
