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3D打印技术对于模具制造业影响利弊分析!


发布时间:2019-03-14 来源:互联网 

  如今,3D打印和各种打印材料(塑料、橡胶、复合材料、金属、蜡、砂)已经给许多行业,如汽车、航空航天、医疗等带来了很大的便利,很多企业都在其供应链里集成了3D打印,这其中也包括模具制造。


  其中,模具制造的以下几个环节是能够应用到3D打印技术的:


  成型(吹塑、LSR、RTV、EPS、注塑、纸浆模具、可溶性模芯、玻璃钢模具等等) 

3D打印对模具制造业的影响.jpg

  铸模(熔模、砂模、旋压等...)


  成型(热成型,金属液压成型等...) 


  机械加工、装配和检验(固定夹具、移动夹具、模块化夹具等...) 


  机器人末端执行器(夹手)


  这是因为3D打印拥有以下优势:


  1.模具生产周期缩短


  2.制造成本降低 


  3.模具设计的改进为终端产品增加了更多的功能性


201809156V6TJH802L.jpg


  4.优化工具更符合人体工学和提升最低性能 


  3D打印技术还有一大优势,就是用来制造随形冷却模具。3D打印技术的自由设计和自由制造优势,突破了传统模具加工的技术缺点,可以根据模具形状设计随形冷却流道。


  但同样的3D打印的劣势也相当的明显:


  精度。3D打印的模具精度不高的话,表面会有一层一层的纹理,影响模具的使用。后期需要机械加工或者喷砂来消除这些层纹,因此在很大程度上削弱了3D打印模具的速度优势。


  3D打印材料承受不了高温。铝模和钢模,通常需要加热到260℃或者更高的温度。一套金属模具生产几千个零件也没有问题。如果使用光敏树脂这种3D打印的材料来制作模具,在高温下损毁非常迅速。在温和环境下,3D打印模具在使用100次以内就会失效,而对于要求较高的工程材料来说,3D打印模具只能生产几个零件。


  冷却系统可在一定程度上加快生产,但不会明显增加3D打印模具的寿命。


3D打印还是有一定的缺陷的.jpg


  3D打印成本并不低。假如工业模具的成本是20000美元,同类的3D打印模具是1000美元。但是这个比较并不公平,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、装配等等。比如某工厂的铝模具采用3D打印技术,每生产50-100个产品就需要重新打印、装配机测试新的模具。


  另一方面,铝模具通常在生产10000个零件之后仍然服役良好。因此,在生产成本上,3D打印似乎并不比传统的模具制造方法更能节省成本。


  3D打印模具的行业经验处于劣势,缺少行业标准。在产品设计上,传统注塑模具制造的原则已经有超过一个世纪的历史,整个行业对其研究比较透彻,比如某个斜角必须大于等于5度,以满足大部分铝模要求。而3D打印的模具注塑塑料零件却面临一些阻碍,安装的时候需要额外小心,反复试错。


  3D打印模具很难批量生产。生产1件和生产1万件的成本单价基本接近,而且3D打印需要的时间也较长。3D打印技术更适合小批量、生产周期要求紧张的模具生产,大批量的生产还是以传统模具制造为主。


  由此看来,短时间内3D打印还不会取代传统模具制造技术。不过不用感到失望,3D打印小批量、定制化、缩短开发周期等特点,依然在制造业中占有一席之地。3D打印与传统制造相辅相成、互为补充的话,相信更能发挥出其巨大的潜力。


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