3D打印機在模具行業(yè)中的應(yīng)用
發(fā)布時間：2021-03-23 19:14:11點擊次數(shù)： 次來源：
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模具行業(yè)在過去的幾十年間已經(jīng)發(fā)展成為一個成熟穩(wěn)定的行業(yè)；而新的成型技術(shù)和加工技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，也在改變著模具行業(yè)的面貌；尤其以3d打印技術(shù)的出現(xiàn)，不斷在刷新著速度，而模具行業(yè)也會在這個潮流中改變著自身。
模具行業(yè)的現(xiàn)狀
據(jù)所成型的材料的不同，模具可分為金屬模具和非金屬模具，其中金屬模具主要有鑄造模具和沖壓模具，非金屬模具主要是塑料模具。塑料模具和沖壓模具是主要的模具品種，塑料模具主要用于塑料制品的壓制成型，沖壓模具主要是用于金屬材料的冷沖壓成型。模具是零件成形過程的重要工藝裝備，是汽車摩托車、電機電器、IT電子、OA辦公設(shè)備、交通設(shè)施、建材衛(wèi)浴、醫(yī)療器械等制造業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備。由于用模具成形的產(chǎn)品精度高、一致性好、外形美觀，因此，越來越多地用于飛機、船舶和高速列車等設(shè)備的結(jié)構(gòu)和內(nèi)飾件制造中。加之生產(chǎn)過程可實現(xiàn)高效、大批量并節(jié)材、節(jié)能，所以模具也常被人們譽為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)之母。
由于模具在制造業(yè)中的重要作用，模具的設(shè)計和制造已經(jīng)成為制造業(yè)的一個重要領(lǐng)域，模具制造業(yè)也因此一直受到世界各工業(yè)發(fā)達國家的關(guān)注和重視。由于模具自身的特點，現(xiàn)代模具企業(yè)大多體現(xiàn)出技術(shù)密集、資金密集和高素質(zhì)勞動力密集以及高社會效益的特點，模具制造業(yè)已成為高新技術(shù)制造產(chǎn)業(yè)的一部分。模具技術(shù)水平，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志。
受金融危機的影響，同時國內(nèi)存在著大量的模具廠，彼此的競爭加劇，也不斷減少著模具帶來的利潤，各項支出的增加和人力成本的上升，都在影響著模具行業(yè)的發(fā)展。另外隨著人口老齡化加劇，在以后的發(fā)展中，模具關(guān)鍵人才有不斷缺失的可能性。
3D打印的應(yīng)用
制造業(yè)中的模具行業(yè)是一個基本跨越制造業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的行業(yè)，它與制造業(yè)的各個分支都有密切關(guān)聯(lián)。在更加智能和互聯(lián)時代，制造和模具是高度依存的，我們生活中的無數(shù)產(chǎn)品都要通過模制（注射、吹塑和硅膠）或鑄模（熔模、翻砂和旋壓）來制造。無論什么應(yīng)用，制造模具都能在提高效率和利潤的同時保證質(zhì)量。數(shù)控加工是在制造模具時最實用和常用的技術(shù)。它有能夠提供高度可靠的結(jié)果，但同時也非常昂貴和費時，也制約著模具行業(yè)的發(fā)展，所以很多模具制造企業(yè)也開始尋找更加有效的替代方式。而通過增材制造（ALM，即3D打?。┲谱髂＞呔统闪艘粋€極具吸引力的方法，因為模具一般都屬于小批量生產(chǎn)且形狀都比較復(fù)雜，很適合3D打印來完成。因此，3D普及已經(jīng)給模具行業(yè)帶來了極大沖擊，而一旦3D打印材料的不斷研發(fā)出現(xiàn)，出現(xiàn)更合適打印模具部件的材料，及3D打印技術(shù)的不斷進步，精度和準確度更高的提高，及可能顛覆模具行業(yè)的現(xiàn)狀。
模具的制造加工，以下幾個環(huán)節(jié)是能夠用到3D打印技術(shù)的：
成型（吹塑、LSR、RTV、EPS、注塑、紙漿模具、可溶性模芯、玻璃鋼模具等等）；
成型（熱成型，金屬液壓成型等...）；
鑄模（熔模、砂模、旋壓等...）；
機械加工、裝配和檢驗（固定夾具、移動夾具、模塊化夾具等...）；
機器人末端執(zhí)行器（夾手）。
3D打印的優(yōu)勢
1. 模具設(shè)計改進終端產(chǎn)品提供了更多的柔性。3D打印卻可以在不斷產(chǎn)品模型的測試中，添加新的功能，完善產(chǎn)品，同時增加產(chǎn)品多樣性而不增加成本。
2. 制造成本降低。當使用的材料非常昂貴，而傳統(tǒng)的模具制造導致材料報廢率很高的情況下，3D打印具有成本優(yōu)勢；3D打印在短時間內(nèi)制造出精確模具的能力也會對制造流程和利潤產(chǎn)生積極的影響；有時經(jīng)常會出現(xiàn)生產(chǎn)開始后還要修改模具的情況。3D打印的靈活性使工程師能夠同時嘗試無數(shù)次的迭代，并可以減少因模具設(shè)計修改引起的前期成本。
3. 模具生產(chǎn)周期縮短。3D打印模具縮短了整個產(chǎn)品開發(fā)周期，并成為驅(qū)動創(chuàng)新的源頭，使企業(yè)能夠承受得起模具更加頻繁的更換和改善。它能夠使模具設(shè)計周期跟得上產(chǎn)品設(shè)計周期的步伐。
4. 優(yōu)化工具更符合人和物的特性。隨著3D打印技術(shù)的應(yīng)用，企業(yè)可以隨時對任何工具進行翻新，而不僅限于那些已經(jīng)報廢和不符合要求的工具。 由于需要很小的時間和初始成本，3D打印使得對工具進行優(yōu)化以獲得更好的邊際性能變得更加經(jīng)濟。于是技術(shù)人員可以在設(shè)計的時候更多地考慮人體工學，以提高其操作舒適性、減少處理時間，以及更加方便易用、易于儲存。
5. 定制模具幫助實現(xiàn)最終產(chǎn)品的定制化。更短的生產(chǎn)周期、制造更為復(fù)雜的幾何形狀，以及降低最終制造成本的能力，使得企業(yè)能夠制造大量的個性化工具來支持定制部件的制造。3D打印模具非常利于定制化生產(chǎn)，比如醫(yī)療設(shè)備和醫(yī)療行業(yè)。
例如醫(yī)療行業(yè)，現(xiàn)在的我們的組織及骨骼，牙齒模型，實現(xiàn)了生物組織活性的打印時，人體器官就可以打印了，你說我們現(xiàn)在的醫(yī)療手段會不會變化？
與3D打印的結(jié)合
目前，針對3D打印技術(shù)和傳統(tǒng)加工技術(shù)存在的不足和優(yōu)勢，讓他們相容互補時目前3D打印技術(shù)發(fā)展的方向。例如，企業(yè)在開發(fā)新產(chǎn)品時，可以用3D打印技術(shù)制造樣品，傳統(tǒng)制造技術(shù)進行批量生產(chǎn)。因為這樣不僅可以去除傳統(tǒng)模具制造先做模具，通過模具制造出樣品，再進行多次修改，最后制作出滿意的樣品的步驟，還可以讓傳統(tǒng)的批量生產(chǎn)彌補3D打印速度慢、制作終端產(chǎn)品成本高的劣勢，從而加快了產(chǎn)品上市的時間，提高了經(jīng)濟效率。
3D打印材料的研發(fā)，也應(yīng)該分析工業(yè)材料生產(chǎn)方法并結(jié)合傳統(tǒng)制造中速溶連接技術(shù)，開發(fā)出用于工業(yè)生產(chǎn)和3D打印的優(yōu)質(zhì)廉價材料； 加工機械上的結(jié)合，3D打印機和數(shù)控機床的結(jié)合，制造出更高科技含量的機械，聚合更多的優(yōu)勢。
綜上所述，在我國的3d打印技術(shù)，還是發(fā)展緩慢了些，而取代傳統(tǒng)的模具制造也需要一段時間才能完成完成。這正好也是對模具行業(yè)的一個機會，可以趁此時間發(fā)展轉(zhuǎn)型，同時抓住3D打印技術(shù)。傳統(tǒng)模具行業(yè)可以從以下幾個方面來做:
1．模具行業(yè)在努力發(fā)展自身的同時，可以培訓自己的3D打印技術(shù)人才，讓更多的關(guān)鍵崗位的職工掌握3D打印的系統(tǒng)知識；同時，要在一些產(chǎn)品造型開發(fā)、開樣品、修改模型，分析產(chǎn)品性能方面可以不斷的練習。
2．模具企業(yè)也要給自己員工培訓危機意識，驅(qū)動他們自身的不斷研究新技術(shù)、新方法，讓3d打印更好地深入員工中。企業(yè)也要在能力足夠時，購買使用的3d打印機，能更好地為自己服務(wù)。
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