3D打印技術在模具制造中的應用研究

吳博

【摘 要】 3D打印技術誕生于上世紀。它是一種快速成型的打印技術，與普通打印原理相同，運用的粘合材料逐層打印而成。3D打印技術雖還未得到廣泛的推廣，但也代表著未來科學領域發(fā)展的方向，且已經(jīng)在很多領域有了一些應用，模具制造就是3D打印的應用之一。本文將分析3D打印技術的基本原理，再探討3D打印技術在模具制造中的應用，希望幫助大家了解3D打印技術。

【關鍵詞】 3D打印技術 模具制造 制造能力

引言：近年來，中國的模具制造程度取得了很大的進步。塑料模具在模具制造中占有很大的比重。模具是產(chǎn)品工藝中的基礎設備，在一些電子、家用電器、小零件等的制造中，很多都是運用模型來完成制造的。而最初模具的形式與成品的好壞有著直接的關聯(lián)。而現(xiàn)代生產(chǎn)加工都依賴于機械化的操作，因此模具的制造對于整個工藝品的生產(chǎn)完成十分重要。3D打印技術以其獨特的優(yōu)勢在模具制造中逐漸運用起來，大大提高了模具制造的能力。

1. 3D打印技術的概況

科技水平的提高帶來了很多的新技術。3D打印技術在近些年得到了快速的發(fā)展。許多制造業(yè)也都引進3D打印來提升制造的效率。3D打印技術綜合了現(xiàn)代的發(fā)展技術，能夠打印出更多人工所不能完成的產(chǎn)品模具。它是將人們構想的產(chǎn)品真實的打印出來，現(xiàn)有的3D打印已經(jīng)能夠打印出很多日常用品，為制造工業(yè)的發(fā)展帶來了福音。3D打印技術是通過數(shù)據(jù)建模，然后將繪制的樣式上傳到3D打印機，通過粘合材料將樣式打印出來。打印的材料有別于傳統(tǒng)打印，是3D打印技術的核心技術。隨著3D打印技術在各領域的探索嘗試，在一些領域取得了顯著的成果。3D打印技術的打印較快，打印的準確精密程度是手工制造所不能比擬的。3D打印只需要在電腦上去完成產(chǎn)品的構圖設想到加工過程。因此節(jié)省了很多的生產(chǎn)加工時間，也使得產(chǎn)品生產(chǎn)更加精密和快速。

2. 傳統(tǒng)模具制造生產(chǎn)技術的缺陷

我國工業(yè)化進程的加快，制造業(yè)在我國工業(yè)的發(fā)展中取得了很大的進步。但就現(xiàn)階段的制造業(yè)水平而言，制造總體技術與國際先進制造技術有一定的差距。就我國的模具制造業(yè)而言，存在著一些技術上的缺陷。模具可重復使用率不高。模具制造的生產(chǎn)有很多材料組成。使用模具的材料直接影響模具的使用效果和使用期限。我國現(xiàn)階段的模具制品多是在工業(yè)化發(fā)展初期制造的，模具的種類較少、模具的整體功能不齊全，這也影響了模具的可重復使用效率。且我國的模具生產(chǎn)所用的材料還是傳統(tǒng)意義的材料，樣式簡單、不能滿足現(xiàn)有高精產(chǎn)品制造的需要了。加上傳統(tǒng)的模具生產(chǎn)技術水平有限，制造的模具與實際需求的偏差很大，造成了很多材料的浪費，可使用率比較低，也影響了整個模具制造的市場。

3. 3D打印技術在模具制造中的應用分析

3.1 提高模具制造生產(chǎn)的效率

3D打印在模具市場的應用，使得模具的設計、加工、成型、到用于機械化成批生產(chǎn)可以快速的執(zhí)行起來。3D打印技術是將模具的最初繪制能通過3D打印機真實的打印出來，其中不需要考慮一些模具成型難的問題，只需要在電腦上設計好模具產(chǎn)品的形成過程，打印機就可以組成的在粘合材料上打印出來。從而將模具的設計到成品出型的時間大大縮短，提高了模具制造生產(chǎn)的效率。模具的設計是需要根據(jù)應用產(chǎn)品的樣式來設計的。傳統(tǒng)的模具生產(chǎn)制造的模具只是使用簡單的樣式，但市場的發(fā)展，需要不同樣式的產(chǎn)品。3D打印的模具能根據(jù)市場的需求做出設計上的改變，進而打印出不同的模具產(chǎn)品，更加符合現(xiàn)代市場的多樣化要求。而模具生產(chǎn)的周長時期的縮短，有利于制造企業(yè)在市場上快速的占領發(fā)展先機；使用3D打印技術也是推廣現(xiàn)代技術的方式，有利于模具制造的快速更新，采用新的科學技術，節(jié)省了模具生產(chǎn)的時間成本，有利于制造企業(yè)提高工作效率。

3.2 降低成本支出，擴大經(jīng)濟效益

伴隨著我國對于新興技術的重視和提高。3D打印技術在我國市場前景廣闊。市場上模具制造產(chǎn)業(yè)就看重3D打印技術在模具生產(chǎn)制造的優(yōu)勢。將3D打印技術逐漸在模具生產(chǎn)中推廣起來。在各大制造企業(yè)的模具制造生產(chǎn)技術大同小異時，降低成本就意味著企業(yè)利潤的增加。而同樣水平的模具生產(chǎn)，成本較低的企業(yè)就會更具市場競爭力。在取得市場的份額后，不斷發(fā)展，經(jīng)濟效益得以擴大。成本控制是貫穿于整個制造產(chǎn)品的始末，是對模具生產(chǎn)材料、全部技術人員、全模具生產(chǎn)過程的成本控制。3D打印技術能夠?qū)⒁恍┠＞叩牧悴考蛴〕鰜?，對于一些手工難以完成的模具樣式打印出來。相比較于傳統(tǒng)模具生產(chǎn)的模具使用效率不高，3D打印的模具具有使用周期長，精密程度較高的特點。雖然在3D打印機中打印材料需要耗費一定的資金，但就模具生產(chǎn)制造的整體過程和長遠來看，3D打印的模具更能減低成本支出，提高模具使用效率和模具質(zhì)量水平，擴大了制造企業(yè)的經(jīng)濟效益。

3.3 提高整體模具制造業(yè)的水平

3D打印技術能夠很好的運用材料的性質(zhì)，使之打印的模具與材料設計的性能基本相同。同時3D打印能將繪制設計的模具產(chǎn)品完整的打印出來，減少了模具在后期的組裝，也降低了組裝中可能出現(xiàn)的錯誤。使得模具用于成批生產(chǎn)產(chǎn)品的精準性。此外，傳統(tǒng)的模具生產(chǎn)需要考慮模具澆筑環(huán)節(jié)要受到外界環(huán)境和材料性質(zhì)的影響而很難澆筑出原本所構想的模具樣式，而3D打印技術卻可以根據(jù)設計的任意形式來完成最初的構想。不需要考慮模具成型過程需要面臨的困難。由于3D打印技術是真實的打印，能將人們對于產(chǎn)品制造的奇思妙想都真實的打印出來，大大豐富了產(chǎn)品的形式，提高了整個模具行業(yè)的制造水平。

結(jié)束語：3D打印技術是一種新型的打印技術，能夠為模具制造帶來新的改變和發(fā)展。相信在未來的發(fā)展中，很多領域都會引入3D打印技術，這將是技術的革命和創(chuàng)新。

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