3D打印技術(shù)在模具行業(yè)中的應(yīng)用以及優(yōu)勢！

魔猴君  知識堂   1478天前

3D打印，又稱增材制造技術(shù)，是一種以三維CAD模型文件為基礎(chǔ)，應(yīng)用粉狀、絲狀或片狀等材料，通過“分層制造、逐層疊加”的方式來構(gòu)造三維物體的技術(shù)。

目前應(yīng)用比較廣泛的3D打印成型工藝主要有：

選擇性激光燒結(jié)(Selective LaserSintering, SLS)

選擇性激光熔化( Selective Laser Melting, SLM)

直接金屬激光燒結(jié)(Direct metal Laser Sintering, DMLS)

立體光固化成型(Stereo Lithography Apparatus,SLA)

熔融沉積成型(Fused Deposition Modeling, FDM)

分層物體制造(LaminatedObject Manufacturing, LOM) 等

不同類型的工藝在不同的領(lǐng)域有著應(yīng)用的優(yōu)勢。3D打印技術(shù)在模具行業(yè)中的應(yīng)用，主要分為三個(gè)方面:

1、直接制作手板

上述幾種3D打印工藝都能制作手板，只是制作出來的手板的精度、強(qiáng)度和表面質(zhì)量有區(qū)別，這也是目前3D打印技術(shù)最常見的應(yīng)用方式。

2、間接制造模具

即利用3D打印的原型件，通過不同的工藝方法翻制模具，如硅膠模具、石膏模具、樹脂模具、砂型模具等。

3、直接制造模具

即利用SLS、SLM等3D打印工藝直接制造軟質(zhì)模具或硬質(zhì)模具

3D打印技術(shù)的優(yōu)越性:

(1) 3D打印技術(shù)在生產(chǎn)過程中能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)材料“零”浪費(fèi)。3D打印技術(shù)的生產(chǎn)過程是根據(jù)零件的三維設(shè)計(jì)進(jìn)行逐層打印，與傳統(tǒng)的“減材”加工相比，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)材料的“零”浪費(fèi)。

(2)利用3D打印技術(shù)可以加快產(chǎn)品的研發(fā)進(jìn)度。3D打印技術(shù)改變了設(shè)計(jì)者的思維方式，他們會根據(jù)零件承重、受力部位的不同進(jìn)行思考。

(3)利用3D打印技術(shù)可以大大縮短生產(chǎn)周期。3D打印技術(shù)從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)，省去了傳統(tǒng)加工過程中工藝設(shè)計(jì)與求證的過程，縮短了生產(chǎn)周期，并能根據(jù)市場需求，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)批量。

(4)利用3D打印技術(shù)可以大量減少設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程中的人力資源。

(5) 利用3D打印技術(shù)可以制造具有特殊結(jié)構(gòu)的模具，如隨形冷卻模具，這是傳統(tǒng)制造方法難以實(shí)現(xiàn)的，也是3D打印技術(shù)在模具行業(yè)應(yīng)用中的一大亮點(diǎn)。 隨形冷卻模具有諸多優(yōu)勢，可以提高模具的冷卻效率，使得制品冷卻趨于均勻化，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

傳統(tǒng)模具和3D打印模具流程對比

傳統(tǒng)的模具制造過程:
傳統(tǒng)的模具制造過程是，在接單后還需對接單項(xiàng)目進(jìn)行評審，評審過關(guān)后制定生產(chǎn)進(jìn)度表，然后進(jìn)行3D軟件修正、模流分析、分型線及進(jìn)料點(diǎn)確定，最后反饋給客戶定稿，客戶滿意后才能確定制造用的零件圖，才可以準(zhǔn)備加工流程。其加工流程如圖2-1-1-1所示。從圖2-1-1-1可見，采用傳統(tǒng)的模具制造過程加工出一個(gè)合格的模具所需要的人力、物力較多，生產(chǎn)周期較長。

圖2-1-1-1

利用3D打印技術(shù)直接制造模具的流程如圖2-1-1-2所示(以SLM工藝為例)，可分為成型前準(zhǔn)備、SLM成型和成型后處理三個(gè)階段。成型前準(zhǔn)備包括模具模型的3D建模、STL 格式轉(zhuǎn)化、添加支撐結(jié)構(gòu)、確定工藝參數(shù)、進(jìn)行分層切片等數(shù)據(jù)處理: SLM 成型階段屬于自動(dòng)化加工，人工干預(yù)較少，只需對SLM設(shè)備的工作狀況進(jìn)行監(jiān)控，保證設(shè)備的正常運(yùn)行即可:成型后處理包括取件、清粉、噴砂、表面打磨、拋光以及其他加工等。下面具體講述利用SLM工藝制造模具的過程。

圖2-1-1-2