3D打印模具

注塑成型是大规模制造塑料零件最常见的方法，涉及将液态塑料在高压下注入模具。填充模具的所有空腔，塑料变硬，然后取出成品部件。大多数情况下，使用的聚合物是热塑性塑料，它们在高温下熔化并在进入模具时冷却。通常，模具由铝或钢精密加工而成，成本从数千美元到数十万美元不等。因此，注塑成型在制造数万至数百万个零件的大批量生产中最具成本效益。对于50到100个零件的小批量注塑成型，3D打印可能是一种更具成本效益的选择。即使不使用增材制造（AM）来生产终端部件，企业正在了解到它可以用于为他们的传统生产流程制造工具。特别是，由于AM在制造定制、按需和复杂零件方面提供的各种好处，用于注塑成型和压铸的3D打印模具具有很大的潜力。

对于小批量零件，增材制造（AM）可能更具成本效益；然而，在某些情况下，无论批量大小如何，该技术都可以提供一些3D打印独有的优势。对于3D打印金属模具尤其如此，它们的使用寿命比第一部分中讨论的塑料模具长得多。

然而，在许多情况下，不同技术用于制造的不同阶段。例如，3D打印通常是原型制作的首选，因为它简单、可运输并且启动成本极低。与此同时，注塑成型通常是大量最终用途零件的首选工艺，因为它速度快且可重复性高。一种技术服务于研发阶段；另一个负责生产。

以下是3D打印模具改进注塑成型工艺的众多示例。工具制造商将周期时间缩短了17%，最终还将生产上市时间从18天缩短至13天。波兰模具和注塑成型公司将周期时间缩短了30%，甚至能够将其模具温度降低20°C，从而使冷却时间缩短20秒。另一个工具中心能够将其周期时间缩短60%，废品率从 50% 降至零。

从 3D 打印转向注塑成型需要考虑的事项

当您创建3D打印原型并需要通过注塑成型进行生产时会发生什么？鉴于两种制造技术的根本差异，您如何确保模制零件与其印刷零件的规格相匹配？您计划如何确保原型设计和生产的成功？

    尽可能进行注塑成型设计

如果您打算最终从3D打印转向注塑成型，则必须设计3D打印原型，使其不仅可打印，而且可成型。这意味着要遵循注塑成型设计原则——即使是在3D打印阶段。应包括拔模角，应避免悬垂，尖角应倒圆角。此外，应该放弃复杂的填充图案（这将提高3D打印部件的强度和效率）以支持简单的肋，因为模具无法复制那些复杂的填充图案。

    用生产材料打印

注塑成型是一种高度灵活的工艺，可与多种塑料兼容，而3D打印在可用材料方面则更为有限。但是在设计3D打印原型时，选择与生产过程中使用的材料匹配或至少模仿的材料非常重要。

    为“模制”饰面抛光原型

对于机械或美学零件，重要的是创建具有代表最终零件光洁度的表面光洁度的原型。机械零件可能需要一定程度的摩擦力或光滑度，因此质地完全不同的原型不会特别有用。值得庆幸的是，可以应用表面精加工来改造3D打印原型的外观。使用布或抛光轮进行专业抛光，可以显著降低打印部件的表面粗糙度，甚至产生镜面般的光泽。

    超越FDM

FDM（熔融沉积建模）3D打印机是非常受欢迎的原型制作选择。它们价格便宜、易于使用并且与多种塑料细丝兼容。另一方面，FDM的更多高质量替代品能够生产出更像模制的零件。

    寻求专家意见

这似乎很明显，但确保3D打印原型和注塑成型最终零件之间顺利过渡的最简单方法之一是与专家讨论整个项目。如果您计划通过专业服务提供商订购原型，请务必让他们知道最终用途部件将使用注塑成型制造。更好的是，使用相同的服务提供商进行原型设计和生产，使他们能够利用他们的专业知识在这两个过程中架起桥梁。