近年来,随着工业4.0的发展,中国制造业从“制造”向“智造”方向的发展速度越来越迅速,3D打印技术已在我国制造业中得到了广泛运用,3D打印机可以为设计和制造提供高效、低成本的支持。甚至随着3顿打印技术的迅猛发展,在部分领域,已逐渐开始颠覆模具技术,与之形成直接竞争关系。
“相比3D打印技术,传统的模具制造需要更多的步骤和工艺,模具生产周期更长。国产精品久久久天天影视香蕉为商推出一种新产物时,在上市前,新品需要通过严苛的国际标准和认证,而众多部件的认证将耗时巨大。这会使新产物在抢占市场的时间上处于非常不利的位置。而3顿打印注塑模具则是一种高效的解决方案。知名厂商易模塑是这么做的,在他们的开放性实验室里,利用3顿打印技术制造注塑模具”。据国际模协秘书长罗百辉介绍,通常情况下,生产一个模具需要几星期到两个月之久,而3顿打印技术可以在几小时内完成模具原型,并且可以根据测试结果立即进行修改,然后注塑出最终产物样品。这些产物样品可以直接发送认证,而这时传统国产精品久久久天天影视香蕉为可能仍在生产当中,甚至在模具最后确定之前,3顿打印成品就已经通过认证,大大缩短了开发周期。仅在模具生产周期上,3顿打印技术已经对传统的国产精品久久久天天影视香蕉为产生了一定的冲击。
然而业内专家表示,尽管3D打印技术具有生产周期短、原料便捷、制品压力均匀等众多优点,但3D打印技术并不能完全取代传统的国产精品久久久天天影视香蕉为方法,这是因为3D打印技术在生产制造过程中还存在一些问题。比如,3D打印技术是逐层加工得到产物,这虽然会缩短模具的生产周期,但同时也会导致模具表面具有台阶纹效应。直接打印的模具也存在类似问题,后期需要机械加工或者喷砂来消除这些细小的、齿状的边缘。此外,小于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,这些二次处理在很大程度上削弱了3D打印模具的速度优势。同时,为保证材料流动性能良好,注塑模具需要加热到非常高的温度。铝模和钢模通常经历260℃甚至更高温度的环境,尤其是在加工高温塑料,如PEEK和PEI材料时。用金属材质模具生产几千个零件很容易,在最终量产模具出来之前也可以作为过渡模具使用。而使用3D打印技术制造的模具材料一般是光敏或者热固性树脂,它们通过紫外光或者激光固化。这些塑料模具尽管比较硬,但是在注塑的热循环条件下损毁非常迅速。事实上,在温和环境下3D打印模具通常使用100次以内会失效,高温塑料比如聚乙烯或苯乙烯。对玻璃填充聚碳酸酯和耐高温塑料,甚至只能生产几个零件。
此外使用3D打印模具的一大原因是其成本低。生产级别机加工模具厂成本一般是20000美元甚至更多,意味着同1000美元的打印模具是同类比较。但是这个类比并不公平,打印模具成本的评估通常只考虑材料消耗,并没有考虑人工、装配与安装、喷射系统和五金模具。比如ProtoLabsd的铝模具花费1500美元可以用于生产。如果需要生产更多的零件,采用3D打印模具,每生产50-100个产物就需要重新打印、装配机测试新的模具。另一方面,不考虑所用的塑料,铝模具通常在生产10000个零件之后任然服侍良好。因此,在生产成本上,3D打印并不比传统国产精品久久久天天影视香蕉为方法更能节省成本。
另外,在产物设计上,传统注塑国产精品久久久天天影视香蕉为的原则及实践已经有超过一个世纪的历史,行业对其研究比较透彻,比如拔模斜角必须大于等于5度,以满足大部分铝模要求。3D打印模具注塑塑料零件却面临挑战,对塑料模具顶针的数量与安装位置需要额外小心。在增加模腔壁厚和降压力方面,3D打印模具(尤其是高温注塑)在某种程度上更为灵活。浇口的设计也不同,应当避免使用隧道式和点状浇口。直接浇口、扇形浇口、翼形浇口应该增加到正常尺度的三倍。打印模具内聚合物的流动方向应该与3D打印一致,避免粘滞和低压引起的高填充。冷却系统可在一定程度上提高模具的寿命,但不会明显降低打印模具的循环次数,因为3D打印模具的散热能力不像铝模或钢模那么好。
综上,3D打印技术并不会完全取代传统的国产精品久久久天天影视香蕉为业的地位。因为3D打印模具在成品质量、产物成本和模具设计上与传统国产精品久久久天天影视香蕉为相比,还存在一定的不足。并且,3D打印也不适合批量生产,生产一件和生产一万件的成本单价基本接近,而且3D打印需要的时间也较长。目前的3D打印技术只能针对小批量生产周期要求紧张的模具生产,大批量的生产还是以传统国产精品久久久天天影视香蕉为为主。