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3d打印塑膠模具,深圳3d打印模具廠家

2019-08-08

3d打印塑膠模具,3D打印最常用於原型製造和直接生產工件,但是也可用於製作傳統生產所使用的模具和工具。這篇文章將更深入地探討采用3D打印技術製作模具並用於注塑的利弊。

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為什麽采用3D技術生產模具?

第一個問題是為什麽要選擇3D打印技術生產模具,而不是直接打印工件或者采用CNC加工的模具。 答案在於生產運行的具體要求,尤其是所要生產的工件的數量。

原型製造vs小批量生產vs大批量生產

毫無疑問,大批量的生產最好采用CNC加工的金屬模具。3D打印的模具不夠堅固耐用,即使采用最堅韌的材料打印模具,通常最多就隻能經受100次的注塑。而相比之下,金屬模具可以用於生產上萬個工件。

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相反,如果隻需要少量的原型製造,那麽最好直接采用3D打印技術。如果要進行原型製造,那麽增材製造無疑是最佳選擇。當要生產的工件的數量較大,但少於100件時,采用3D打印技術製造注塑模具是最佳選擇。有時候當工件要求采用某種特定材料,但是3D打印很難完成,那這時候就隻能製作模具進行小批量生產。總地來說,當工件數量是50-100時,采用3D打印注塑模具是性價比最高的方法,但是還是要視具體情況而定。

性價比

相對於采用傳統技術製作模型,3D打印模型的主要優勢就是成本低。雖然很難確定具體價格,但是采用CNC技術加工金屬模具的成本通常是幾千美元,高端的模具的CNC製作成本甚至高達五位數。用3D打印模具的材料成本非常低,通常還不到100美元。如果考慮到人力成本和其他因素,這個成本會有所上漲,但是3D打印模具絕對會比傳統生產模式便宜很多。

快速且靈活

3D打印模具的效率更高,生產周期也更短。當工件數量少於100個時,采用3D打印注塑模型大概需要2天時間,而常規的注塑模型需要花費一周以上的時間。

3D打印模型的靈活性也更高。設計經常要進行修改或者定期更新版本。如果采用傳統的注塑模型,要製作一個新的模型的費用可能高得離譜,但是若采用3D打印新模型,那麽就隻需要快速地調整更新3D圖檔用於打印,新模型第二天就可用於生產了。

耐用性較差

如上所述,3D打印的模型的主要缺點是耐用性較差。注塑通常需要達到高溫,遠遠超出了大多數SLA樹脂能承受的溫度範圍。當需要打印用於注塑的模型時要選擇高溫樹脂材料,但是溫度仍然是一大弱點。

3D打印材料的硬度也不如鋁和鋼材。每彈出一個工件都會在模具上產生應變,即使是最堅固的3D打印模具也不可能像傳統模具那有經受上千次的模具彈出。

加固模具

但是也有一些辦法可以提升3D打印模具的耐用性。比如經常采用的方法:將3D打印模具嵌入鋁框內。這個方法可以讓模具更加堅固,同時保護材料不受高溫影響和減少一定的磨損。在模具設計中集成通道和通風孔等功能也很重要。 通道允許多餘的材料流出並顯著提升冷卻效果,而小通風口雖然隻有幾毫米大,但能有助於排出氣體,避免氣體積聚而導致其他問題。

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後處理

值得一提的是3D打印模具在打印完成後還需要精細打磨。即使在打印的層厚很小,模具還是會出現一定程度的層級和粗糙度,所以需要打磨和拋光,以確保最終的模具不會有層級和粗糙現象。為了盡可能地減少打磨,在打印模具時要選好模具打印擺向,確保支撐結構是在模具的背麵,不影響其正麵。

相同的技術,不同的工藝

除了一些其他細節問題要考慮,總的來說,3D打印模具的設計要遵循的原則和傳統模具設計相同。比如,兩種模具都要避開直角,因為有直角的模具較難彈出工件。設計師通常不會讓模具的設計有完全垂直的邊緣,而是采用一定的斜度,以便工件彈出。銳角也是在設計中要盡量避免的,設計師在設計時通常會讓所有的邊角都有一定的弧度。兩者在一些關鍵點上還有其相同之處,如要避免材料的飛濺(注塑時材料從模具中飛濺而出)。任何有傳統模具經驗的人都能很簡單地掌握3D打印模具。

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打印技術

像ProroFab這樣的工業級SLA設備的成型精度與CNC的加工精度相當,因此精度不成問題。雖然在某些情況下,在後處理過程中可能有需要鑽非常小的孔或輕敲出複雜的螺紋,但盡管如此,總的加工時間仍是大大短於相同的CNC加工模具。

重要的是桌麵級SLA設備是絕對不適合製作模具的。除了SLA和PolyJet設備,大多數其他形式的3D打印都具有使其不適合模具生產的特性。 SLA的性價比比PolyJet更高,因此我們推薦采用SLA技術。

總結

深圳3d打印模具廠家,當情況合適時,3D打印注塑成型是一個很好的選擇。尤其是在隻需要進行少量原型製造,或者說是小批量生產的情況下,3D打印注塑成型就是完美的選擇。它也非常適合於設計可能進行多次修改的情況,例如通過多次迭代演變的產品。當條件合適時,這種製造形式可能比傳統方法便宜10倍以上,更不用說其效率之高。然而,如上所述,3D打印模具也在許多方麵都不如傳統的金屬模具,因此需要仔細權衡各中利弊。

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