模具是工業(yè)之母,在高效批產(chǎn)方面極具優(yōu)勢(shì),但隨著企業(yè)對(duì)模具精度、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、生產(chǎn)周期和成本的要求日益嚴(yán)格,傳統(tǒng)模具制造已經(jīng)不能完全滿足市場(chǎng)需求。在眾多的模具加工工藝新技術(shù)中,3D打印技術(shù)把增材制造理念引入模具行業(yè),用其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)為模具制造帶來(lái)新的發(fā)展方向。
目前,模具制造行業(yè)主要面臨以下痛點(diǎn)。首先是模具生產(chǎn)效率問(wèn)題:模具開(kāi)模周期長(zhǎng),特別是在研發(fā)試制階段,嚴(yán)重影響研發(fā)周期。近年來(lái),研發(fā)型企業(yè)多采取小批量的產(chǎn)品策略,逐步采用迭代的敏捷開(kāi)發(fā)模式,這意味著需要快速響應(yīng)設(shè)計(jì)變更需求,但傳統(tǒng)模具制造工藝難以實(shí)現(xiàn)。
其次是產(chǎn)品良率問(wèn)題:傳統(tǒng)加工的模具,無(wú)冷卻系統(tǒng)或冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)單,易產(chǎn)生冷卻效率低、冷卻均勻性差、無(wú)法對(duì)模具溫度實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制等問(wèn)題,從而造成產(chǎn)品變形等品質(zhì)問(wèn)題。在模具生產(chǎn)時(shí),型腔內(nèi)局部位置容易出現(xiàn)困氣現(xiàn)象,導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷。
第三是成本問(wèn)題:傳統(tǒng)模具制造為減材制造,原材料在生產(chǎn)及加工過(guò)程中損耗較大,一方面加大了原料成本,另一方面也不符合節(jié)能減碳的環(huán)保趨勢(shì)。
金屬3D打印技術(shù)為以上痛點(diǎn)給出的解決方案
1、通過(guò)三維數(shù)模,可直接打印出模具,經(jīng)過(guò)后處理即可獲得傳統(tǒng)模具所要求的機(jī)械性能、尺寸精度和表面粗糙度,整個(gè)過(guò)程無(wú)需生產(chǎn)或裝配硬模具,且裝夾過(guò)程用時(shí)較短,有效減少了制造環(huán)節(jié)產(chǎn)生的成本。同時(shí),金屬3D打印讓研發(fā)設(shè)計(jì)階段無(wú)需考慮制造環(huán)節(jié)限制,可以從純粹考慮功能性的方面來(lái)設(shè)計(jì)部件,自由度更高,更能快速應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)需求變化,大大縮短了模具制作周期。
2、金屬3D打印技術(shù)可為模具設(shè)計(jì)隨形冷卻水路,水路內(nèi)壁可以更好地貼近產(chǎn)品,可以使模具局部溫度降低或達(dá)到均溫之外,增加冷卻流量,均衡型腔溫度,提高成型質(zhì)量,縮短冷卻時(shí)間沒(méi)并且不會(huì)因成型周期縮短而有殘余應(yīng)力及翹曲等問(wèn)題發(fā)生。
3、采用金屬3D打印技術(shù)制造功能鑲件時(shí),雖然模具制造成本略有增加,但由于產(chǎn)品良率提升機(jī)對(duì)產(chǎn)能投資的節(jié)約,能夠有效降低總制造成本。
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