3D打印技术在模具制造领域的应用

模具是大规模工业生产的基本工艺装备。模具的使用,可减少生产中的切割工序,实现质量稳定的大批量生产。因此,模具制造被称为“制造业之母”。


近年来,随着3D打印技术的普遍应用,一些原本需要传统模具制造的零部件被3D打印零件所替代,甚至传统模具本身也被3D打印模具所替代。


因此,一些业内人士感觉到了危机,认为3D打印总有一天会彻底改变传统模具制造业。那么3D打印与传统模具制造方式相比有哪些优势呢?


1、3D打印满足了设计的无限性。


模具需满足一定的精密度,可靠性及结构的复杂性(有些模具要求特定的几何形状),传统的模具制造技术落后于数字化设计的进步速度,于是便出现了设计无法完全被还原的问题,比如通过CAE设计的随形冷却水道(较多弯道),传统模具在生产弧形、弯道之类的形状时具有天然缺陷,导致设计只能“削足适履“,将冷却水道设计成直线型,最终的冷却效率当然也会打折。而3D打印可以满足设计的无限可能,在不牺牲精度和质量可靠性的前提下,完全还原“非常态”的设计。


2、3D打印缩短了模具制造周期。


传统的模具制造方法需要经过图纸设计、工艺评审、可制造性分析、设计工艺、编程、加工等过程,需要更多的人员和工具参与,且周期长。3D打印可以快速有效地验证设计、优化方案,通过计算机建模和快速打印加快产品开发进程,给企业带来新产品开发和产品创新的热情。



3、3D打印降低模具成本。


市场对模具(特别是高端模具)的需求呈现出多品种、小批量的趋势。传统的模具制造方式在没有规模优势的情况下会有非常高的生产成本。而3D打印技术在这方面有着绝对的优势。


4、3D打印方便了模具的定制。


3D打印可以高度还原设计细节,可以制造出传统模具无法实现的复杂形状,可以缩短制造周期,还可以降低制造成本。3D打印的这些优势相结合,使得个性化定制模具的生产成为可能。在航空航天领域,很多精密复杂的零部件都可以通过3D打印来突破国外的技术封锁。在医疗行业,医生对个性化设备的需求和人体对个体化骨植入物的需求都可以通过3D打印现。在生活领域,消费者对多样化产品的需求可以通过3D打印创造出来。


当然,3D打印也有其自身的局限性。目前,3D打印技术在模具制造领域的优势主要体现在高端精密模具、异形模具,以及定制化模具等方面。由于传统模具行业的成本优势,目前两者合作互补是比较好的方式。未来,要对两者如何发展下结论,还为时尚早。

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