3D打印上日本“熱搜” 模具行業(yè)要變天了嗎？

隨著科技的進(jìn)步，傳統(tǒng)的模具制造不斷創(chuàng)新。近年來，3D打印技術(shù)的廣泛應(yīng)用，一些原本需要通過傳統(tǒng)模具來制造的零件被3D打印件替代。3D打印技術(shù)會改變傳統(tǒng)模具嗎？

3D打印技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，有報(bào)道可用3D打印出食物、鞋子、汽車模型、羽毛球、小風(fēng)扇等，打印的東西五花八門，應(yīng)有盡有。

不久前，更有日媒爆料，槍擊日本前首相安倍晉三的槍手使用的槍支或?yàn)?D打印而來，不過制作彈藥相對困難，來源成謎。案發(fā)當(dāng)日，“3D打印”等詞曾在日本搜索熱度大幅上漲。

3D打印技術(shù)不可小覷

3D打印模具有自己的一席之地，有些企業(yè)在3D打印模具的應(yīng)用上比較成功。

百事可樂研究中心全球包裝研發(fā)、先進(jìn)工程和設(shè)計(jì)*經(jīng)理Max Rodriguez表示，往常，百事可樂需要花費(fèi)高達(dá)10000美元來生產(chǎn)單個(gè)金屬模具（具體取決于包裝的復(fù)雜性）。使用傳統(tǒng)制造方法加工金屬模具大約需要4周的時(shí)間，然后需要額外花費(fèi)兩周的時(shí)間才能獲得試驗(yàn)裝置，然后再進(jìn)行吹塑成型。

而通過3D打印技術(shù)，一套完整的模具可在12小時(shí)內(nèi)完成，其中3D打印時(shí)間為8小時(shí)，后處理或固化時(shí)間為4小時(shí)。每套模具的成本約為350美元。這些混合制造的模具在失效前可用于10000多個(gè)瓶子。結(jié)果是與傳統(tǒng)金屬工具相比，成本降低了近96%。

3D打印技術(shù)會改變傳統(tǒng)模具行業(yè)嗎？

模具是產(chǎn)品制造業(yè)重要的基礎(chǔ)工藝裝備，但目前加工技術(shù)水平仍然不能滿足數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)步對模具設(shè)計(jì)精度快速提升的需求，導(dǎo)致許多先進(jìn)的設(shè)計(jì)方案因加工技術(shù)的原因無法實(shí)現(xiàn)或被迫降低制造精度，如精密復(fù)雜塑料制品注塑模具的冷卻系統(tǒng)，由于切削加工技術(shù)難以加工出由CAE設(shè)計(jì)出的隨形冷卻水道，致使制件局部變形較大。

21世紀(jì)開始，隨著激光功率、光斑聚焦以及模具鋼粉末等關(guān)鍵技術(shù)的突破，金屬3D打印技術(shù)在注塑模具隨形冷卻水道制作中的工程應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)，如圖5所示。對于大型復(fù)雜注塑件，通過模擬軟件分析，設(shè)計(jì)了水道截面形狀及走向，采用3D打印技術(shù)制作隨形水道鑲件，鑲到用切削加工的模具基體上，兩部分的冷卻水道用軟管在模具外部連通，這種增減材復(fù)合制造技術(shù)既避開了模具鋼粉末價(jià)格高、打印效率低等3D打印技術(shù)的弱點(diǎn)，又解決了傳統(tǒng)冷卻水道局部冷卻不合理的難題；對于小型精密結(jié)構(gòu)件注塑模具，通過CAD、CAE軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)出隨形冷卻水道，利用金屬3D打印技術(shù)直接將模具整體打印出來，打印出來的帶有隨行水道的注塑模具如圖6所示。另外，某些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具或模具零件，如橡膠輪胎模具花紋塊等，也已建立起了金屬3D打印生產(chǎn)線。當(dāng)前金屬3D打印技術(shù)已經(jīng)可以把這類模具或模具零件的綜合成本控制在市場可以接受的范圍內(nèi)。

輪胎模具花紋塊

模具成形是一種精密高效的零部件（制品）加工方法，模具的設(shè)計(jì)制造則具有典型的“多品種、小批量”（多數(shù)情況下單件生產(chǎn)）特征，而金屬3D打印技術(shù)恰好在滿足高度個(gè)性化高端客戶需求方面具有無可爭議的優(yōu)勢，與模具制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)特征有著極高的配合度，為高效、高精度模具加工提供了新的技術(shù)。

雖然，我國連續(xù)多年保持世界*大模具消費(fèi)國、制造國和出口國地位，但在技術(shù)的原始創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)鏈競爭力方面，我國模具產(chǎn)業(yè)仍是“大而不強(qiáng)”。從提升模具產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)*化和產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化角度，我國模具界要抓住金屬3D打印技術(shù)對模具設(shè)計(jì)制造智能化具有革命性突破的機(jī)會，努力推動模具產(chǎn)業(yè)由大轉(zhuǎn)強(qiáng)。

相關(guān)新聞