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3D打印技术在模具制造领域的应用

2022-07-17 08:21:20
模具是大型工业生产中基础的工艺装备,使用模具可以减少生产中的切削加工,可以实现质量稳定的批量化生产,因此,模具制造被称为“制造之母”。



近年来,随着3D打印技术的广泛应用,一些原本需要通过传统模具来制造的零件被3D打印件替代,甚至就连传统模具自身也被3D打印模具替代。
于是,业内有人嗅到一丝危机,认为3D打印有一天会革了传统模具制造业的命,那么跟传统模具制造方式相比3D打印的方式具有哪些优势呢?本文将针对这个话题浅浅讨论一下。

一、3D打印满足设计的无限性


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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”异形“设计。

二、3D打印缩短模具制造周期

传统的模具制造方式要经过图纸设计、工艺审查、可制造性分析、设计工艺、编程、加工等流程,需要较多的人员和工具参与,周期漫长。3D打印通过电脑建模快速打印的方式,可以快速有效地验证设计,优化方案,加快产品的开发过程,给企业带来新产品开发和产品创新的积极性。



三、3D打印降低模具成本


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市场对于模具的需求(尤其高端模具)呈现多品种,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,生产成本会非常高。而3D打印技术在这方面具有绝对的优势。



四、3D打印助力模具的定制化



3D打印飞机零件


3D打印骨科手术导板
3D打印鞋模
3D打印轮胎模具


3D打印可以高度还原设计细节,以制造传统模具无法企及的复杂形状,可以缩短制造周期,可以降低制造成本,3D打印的这些优点加在一起,就使得个性化、定制化模具的生产成为可能,在航空航天业里,许多精密的结构复杂的零件可以通过3D打印去突破国外的技术封锁;在医疗行业,医生对个性化器械的需求以及人体对于个体化植入骨骼的需要,可以通过3D打印来实现;在生活领域,消费者对于多样化产品的需要,可以通过3D打印来创造。



五、总结



当然,3D打印也有自身的局限,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、定制化模具等方面,而在中低端模具制造方面,3D打印还不具备传统模具行业的成本优势,所以,二者相互合作,互相补充是当前比较好的方式,未来,二者会如何发展, 现在下定论还为时尚早。