3D打印 助力模具制造行業
模具行業的快速發展，使得中國制造一直走在世界的前列，模具生產量也處于世界第三的地位，但是隨著模具行業的快速發展。模具行業結構調整步伐加快，主要表現為大型、精度、復雜、長壽命模具和模具標準件發展速度高于行業的總體發展速度；越來越注重向 制造技術水平高，復雜程度深、精密度高，技術含量硬的高檔次模具市場方向發展。
CNC加工是在制造模具時最常用的技術。雖然它能夠提供高度可靠的結果，但同時也非常昂貴和耗時。所以很多模具制造企業也開始尋找更加有效的替代方式。通過增材層制造制作模具也就成了一個更加具有吸引力的方法，特別是因為模具一般都屬于小批量生產而且形狀都比較復雜，很適合3D打印來完成。
如今，3D打印和(he)各種打印材(cai)料（塑料、橡膠、復(fu)合材(cai)料、金屬、蠟和(he)砂）已經(jing)給許多(duo)行業(ye)，如汽車，航(hang)空航(hang)天(tian)，以及醫療(liao)保健(jian)和(he)醫療(liao)等(deng)，帶來(lai)了(le)很(hen)大的便利，很(hen)多(duo)企(qi)業(ye)都在其(qi)供應鏈里(li)集成了(le)3D打印，這(zhe)其(qi)中也(ye)包括模具制造。
那么模具制造能夠從3D打印技術上得到什么好處嗎？
其實模具制造的以下幾個環節是能夠用到3D打印技術的：
• 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）
• 鑄模（熔模、砂模、旋壓等...）
• 成型（熱成型，金屬液壓成型等...）
• 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(mo)端執(zhi)行器（夾(jia)手）
用3D打印(yin)制造(zao)模具(ju)有(you)許多優點：
1）模具生產周期縮短
3D打印模具縮短了整個產品開發周期，并成為驅動創新的源頭。在以往，由于考慮到還需要投入大量資金制造新的模具，公司有時會選擇推遲或放棄產品的設計更新。通過降低模具的生產準備時間，以及使現有的設計工具能夠快速更新，3D打印使企業能夠承受得起模具更加頻繁的更換和改善。它能夠使模具設計周期，跟得上產品設計周期的步伐。
此外(wai)，有的公(gong)司自己采購了(le)3D打印設備(bei)以制造模具，這樣就進一步加快了(le)產品開(kai)發(fa)的速度，提(ti)高了(le)靈活性/適應(ying)性。在(zai)戰略上，它提(ti)升了(le)供應(ying)鏈(lian)御防(fang)延長期(qi)限和開(kai)發(fa)停滯風險的能(neng)力(li)，比如從供應(ying)商那里獲得不(bu)合適的模具。
2）制造成本降低
如果說當下金屬3D打印(yin)的成本要高于傳統的金屬制(zhi)造工藝的成本，那么成本的削減在塑(su)料(liao)制(zhi)品(pin)領域(yu)更容(rong)易實現。
金屬3D打(da)印的(de)(de)模(mo)具(ju)在(zai)一些小的(de)(de)、不(bu)連續的(de)(de)系列終端產(chan)品生產(chan)上具(ju)有(you)經(jing)濟優勢（因為(wei)這些產(chan)品的(de)(de)固(gu)定費用(yong)很(hen)難攤銷(xiao)），或者(zhe)針(zhen)對某些特定的(de)(de)幾何形狀（專門為(wei)3D打(da)印優化的(de)(de)）更有(you)經(jing)濟優勢。尤其是當使用(yong)的(de)(de)材料非常(chang)昂貴，而傳統的(de)(de)模(mo)具(ju)制造導(dao)致材料報廢率很(hen)高的(de)(de)情況下(xia)3D打(da)印具(ju)有(you)成本(ben)優勢。
此外，3D打印在幾個小時內(nei)制造出精確模具(ju)的能力也會(hui)對制造流(liu)程和(he)利(li)潤產生積極(ji)的影(ying)響(xiang)。 尤其是當生產停機和(he)/或(huo)模具(ju)庫存十分(fen)昂(ang)貴(gui)的時候。
最后，有時經常會出現生產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次的迭代，并可以減少因模具設計修改引起的前期成本。
3）模具設計的改進為終端產品增加了更多的功能性。
通常，金(jin)屬3D打(da)印(yin)的(de)特殊冶金(jin)方(fang)式(shi)能(neng)(neng)夠改(gai)善(shan)金(jin)屬微觀結構并能(neng)(neng)產(chan)生(sheng)完(wan)全致密(mi)的(de)打(da)印(yin)部件(jian)，與(yu)那些鍛造(zao)或鑄(zhu)造(zao)的(de)材料(liao)（取決于(yu)熱處理(li)和測試方(fang)向）相比其機械和物理(li)性能(neng)(neng)一(yi)樣或更好。增(zeng)材制造(zao)為(wei)工程師(shi)帶(dai)來了無限的(de)選擇以改(gai)進模具的(de)設計。當(dang)目標部件(jian)由幾個子部件(jian)組成時，3D打(da)印(yin)具有整(zheng)合設計，并減少零部件(jian)數量的(de)能(neng)(neng)力。這樣就簡化了產(chan)品組裝過程，并減少了公差。
此外，它(ta)能夠整(zheng)合復雜的(de)(de)(de)(de)產品功能，使高功能性(xing)的(de)(de)(de)(de)終端產品制造(zao)速度更快、產品德缺陷(xian)更少。例如，注(zhu)塑(su)件(jian)的(de)(de)(de)(de)總體質量(liang)要受到注(zhu)入材(cai)料(liao)和流經工裝(zhuang)夾具的(de)(de)(de)(de)冷卻流體之間熱傳遞(di)狀況的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。 如果(guo)(guo)用傳統技術來制造(zao)的(de)(de)(de)(de)話，引導冷卻材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)通道通常是(shi)直的(de)(de)(de)(de)，從而在(zai)模制部件(jian)中產生較慢的(de)(de)(de)(de)和不均勻的(de)(de)(de)(de)冷卻效(xiao)果(guo)(guo)。
而3D打印可以實現任意形狀的冷卻通道，以確保實現隨形的冷卻，更加優化且均勻，最終導致更高質量的零件和較低的廢品率。此外，更快的除熱顯著減少了注塑的周期，因為一般來說冷卻時間最高可占整個注塑周期的70％。
4）優化工具更符合人體工學和提升最低性能
3D打印降低了驗(yan)證新(xin)工(gong)具(ju)（它能(neng)夠解決(jue)在制造過程(cheng)中未能(neng)滿足的(de)(de)需(xu)求）的(de)(de)門檻，從而能(neng)夠在制造中投入更(geng)(geng)多移動夾(jia)具(ju)和(he)固定夾(jia)具(ju)。傳統上(shang)，由于重新(xin)設計(ji)(ji)和(he)制造它們需(xu)要(yao)(yao)相當的(de)(de)費用和(he)精力，所以(yi)工(gong)具(ju)的(de)(de)設計(ji)(ji)和(he)相應的(de)(de)裝置總是盡可(ke)能(neng)地使用更(geng)(geng)長的(de)(de)時間。隨著3D打印技術的(de)(de)應用，企(qi)業可(ke)以(yi)隨時對任(ren)何工(gong)具(ju)進行(xing)翻新(xin)，而不僅(jin)限(xian)于那些已經報(bao)廢和(he)不符合要(yao)(yao)求的(de)(de)工(gong)具(ju)。
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化以獲得更好的邊際性能變得更加經濟。于是技術人員可以在設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。雖然這樣做有可能只是減少了幾秒鐘的裝配操作時間，但是架不住積少成多。此外優化工具設計，也可以減少零件的廢品率。
5）定制模具幫助實現最終產品的定制化
更(geng)短的(de)(de)生產(chan)(chan)周期、制(zhi)造(zao)更(geng)為(wei)復雜幾何(he)形狀(zhuang)、以及降低最(zui)終制(zhi)造(zao)成(cheng)本的(de)(de)能力(li)，使得(de)企(qi)業能夠(gou)制(zhi)造(zao)大量(liang)的(de)(de)個性化(hua)工具(ju)(ju)來支持定(ding)制(zhi)部件的(de)(de)制(zhi)造(zao)。3D打印模具(ju)(ju)非常利于定(ding)制(zhi)化(hua)生產(chan)(chan)，比如醫療(liao)設備和醫療(liao)行業。它能夠(gou)為(wei)外科醫生提供(gong)3D打印的(de)(de)個性化(hua)器械(xie)，如外科手術導板(ban)和工具(ju)(ju)，使他們能夠(gou)改善手術效(xiao)果，減少手術時間(jian)。
