上海毅速激光王利軍：模具3D打印專機越來越重要

2023年年底，南極熊策劃了“3D打印企業(yè)CEO的2024年展望”專題內容，邀請了金屬3D打印模具廠商上海毅速激光科技有限公司 副總經理 王利軍，談談其對2024年的產品、技術、或者市場展望。

△上海毅速激光科技有限公司 副總經理 王利軍

裝備上，金屬3D打印裝備將逐漸向細分領域深入，模具行業(yè)對 3D打印的致密度、拋光、效率要求更高，所以更能滿足模具行業(yè)需求的專用打印設備將會出現，毅速公司也將在2024年推出最新型的模具3D打印專機。

材料上，預計新材料開發(fā)將迎來較快發(fā)展，滿足不同應用場景的新材料不斷推出，比如高導熱不銹鋼粉末 EM201，高拋光不銹鋼粉末 EM191S 等，預計熱作鋼粉末材料也將會推向市場，將全面推動模具3D打印的發(fā)展。

在應用加工層面，模具3D打印隨形水路已經廣泛應用，未來，透氣鋼的打印工藝、免除減材加工的精密打印、可以減輕工件重量的拓撲優(yōu)化工藝等會加速在模具打印上的應用。

關于毅速激光

上海毅速激光科技有限公司，專注于金屬3D打印設備、粉末材料、打印工藝等的研發(fā)、生產和銷售，是一家為客戶提供解決方案和應用服務的科創(chuàng)型企業(yè)。

毅速的產品和服務廣泛應用于3C、醫(yī)療、包裝、汽車、家電等多個行業(yè)，憑借先進的金屬3D打印技術和設備，助力制造業(yè)實現提質、降本、增效。

南極熊導讀：目前，金屬模具已經成為3D打印技術在工業(yè)領域的重要應用方向，3D打印常被用于制造注塑模具、輪胎模具、鞋模等，這些模具可用于大批量地生產塑料制品、輪胎、鞋底、汽車金屬零件等等。由于3D打印金屬模具可以在內部設計隨形冷卻的水路，解決傳統(tǒng)直孔冷卻水路冷卻不均這一瓶頸問題，大幅縮短模具冷卻時間，提高生產效率，因此成為模具行業(yè)的重要發(fā)展趨勢之一。

然而，在前幾年的應用過程中，3D打印模具仍然存在一些問題亟待突破，如今這項技術和應用進展如何了？

2023年11月，南極熊對上海毅速激光科技有限公司副總經理王利軍先生進行了專訪。

△上海毅速激光科技有限公司副總經理王利軍

01
要做好3D打印模具必須研發(fā)新材料

上海毅速成立于2007年，早期主要從事模具相關的制造業(yè)務。隨著金屬3D打印技術的日漸成熟，隨形冷卻水路為金屬模具的制造帶來了新的發(fā)展方向。2018年，上海毅速開始研究金屬3D打印在模具領域的應用，并以用途最為廣泛的注塑模具為切入點，通過為模具設計隨形冷卻水路并3D打印制造的方式來改進注塑模具。

△3D打印隨形冷卻模具設計圖

看到新設計的3D打印隨形冷卻模具大幅縮短了注塑冷卻時間，王利軍團隊喜出望外，然而在后期的測試和使用過程中，王利軍發(fā)現3D打印的模具固然提高了效率，但是模具在耐腐蝕、耐疲勞等方面并不盡如人意，傳統(tǒng)的注塑模具壽命可達50萬模次（生產50萬個塑料零件），但3D打印的模具壽命僅在10萬模次左右。

△上海毅速為汽車廠3D打印的隨形冷卻模具

王利軍告訴南極熊：“要想提高3D打印模具的壽命，必須研發(fā)新的材料。好的3D打印模具鋼材料需要具備六方面的性能：

① 打印性能好；
② 導熱性能好，冷卻速度快；
③ 力學性能好；
④ 耐磨性好；
⑤ 耐腐蝕（冷卻水路中的冷卻水容易導致銹蝕、堵塞、失效）；
⑥ 耐疲勞壽命（壽命必須長）�！�

在進入行業(yè)一年多之后，上海毅速開始著手開發(fā)新材料。然而，開發(fā)新材料并不容易，需要深厚的學術背景和大量的研究試驗，全靠企業(yè)的力量很難取得又快又好的結果。王利軍曾在上海模具技術協(xié)會擔任副會長，跟上海交大有著良好的合作基礎，這為開發(fā)模具專用的3D打印材料開辟了道路。

王利軍表示：“經過近兩年的努力，我們研發(fā)出了專為3D打印而設計的多款金屬粉末材料，包括EM201®高導熱不銹鋼粉末、EM191S™ 高拋光不銹鋼粉末、EM191™ 高耐磨不銹鋼粉末等。這些材料從不同維度上提升了傳統(tǒng)打印材料的性能，在根本上解決了模具行業(yè)因材料缺乏而不能廣泛采用增材制造的痛點，加速了金屬增材制造技術的應用推廣進程。特別是EM201®高導熱不銹鋼粉末，已獲得了中國和歐洲發(fā)明專利授權�！�

數據顯示，EM201®這款材料的導熱系數高達80 W/m℃，約為普通模具鋼的4倍。此外，該材料在韌性、硬度和抗開裂等整體性能方面也表現得十分出色。當與3D打印隨形水路搭配使用時，其導熱效果可媲美鈹銅，從而為企業(yè)提質降本增效提供了新途徑。

王利軍表示：“在實際應用中，EM201®這款新材料的效果受到了廣泛認可。如在電子煙制造方面，我們今年的一家客戶，采用普通材料，模具冷卻時間為14s，用EM201®材料，模具冷卻時間降到7s，設計結構相同，但冷卻效率提升50%。僅這一套模具，一個月的產能就提升了13萬件，在行業(yè)內一炮打響。而且對于大部分注塑產品，采用EM201®材料制造的模具的壽命也可以達到幾十萬模次�，F在有越來越多的企業(yè)想采用這款材料，為此我們在加緊擴大產能�！�

對于快速消費品包裝、醫(yī)療用品耗材、電子產品等領域，產品的需求量往往高達幾百萬甚至幾千萬件，對于效率的追求一直是永恒的話題。這正好為毅速EM201®材料提供了發(fā)揮其價值的機會。

02
向更高要求的3D打印壓鑄模具進發(fā)

相比于注塑模具，壓鑄模具對于材料的要求更高。注塑模具的工作溫度為200-300℃，模具表面溫度為100℃多。而以壓鑄鋁合金件為例，鋁液溫度高達600℃，壓鑄模具的表面溫度也達到400℃左右。因此，兩種模具對原材料的要求完全不一樣，研發(fā)3D打印壓鑄模具的材料更加困難。

王利軍表示：“上海毅速目前還研發(fā)了一款用于壓鑄模具的新材料EM213，這款材料性能更好，已經進行了一些試用，適當的時候我們將推向市場。”

△上海毅速3D打印壓鑄模具和EM213粉末

王利軍指出：“除了注塑和壓鑄模具，3D打印在吹塑模具、擠塑模具、熱壓模具等細分領域，都有很大的應用空間和潛力，不過市場還需要慢慢培育�！�

03
研發(fā)模具專用3D打印機

通過過去幾年3D打印在模具行業(yè)大量的應用和拓展，王利軍發(fā)現好的原材料、好的工藝，也離不開裝備的平臺，3D打印機是一個載體，能把新材料和打印工藝融合在載體上。三者密不可分、協(xié)同發(fā)展，裝備也要契合模具打印細分方向。

王利軍表示：“公司正在研發(fā)模具專用設備，2024年將正式推出。我們的設備為雙激光金屬機，采用進口的激光器、振鏡系統(tǒng)，并經過特定的改進之后，能夠滿足長期穩(wěn)定、高效率的生產任務需求。設備在操作、成型效率、成型品質等方面均具有獨特優(yōu)勢。我們要將材料、設備、工藝三者融合在一起，形成模具行業(yè)的專用解決方案，嵌入到行業(yè)轉型升級中，加速世界向增材制造的轉變�！�

據南極熊了解，上海毅速已經安裝了20+臺金屬3D打印機，同時為了滿足客戶需求，正在廣東規(guī)劃建設一個新工廠，將裝機50臺金屬3D打印機，首批將投放15臺，預計每年生產幾千上萬件模具工件。

END

在南極熊看來，3D打印機經歷了通用機時代的發(fā)展，如今正在向各個細分領域深入，匹配細分應用市場的特殊需求。無論是航空航天、齒科、醫(yī)療、模具、一般工業(yè)，每個領域對于打印機的成型尺寸、打印效率、零件性能、產品認證、使用成本等方面均有不同的需求，主動去迎合細分市場是當前的發(fā)展趨勢，而上海毅速正在深挖模具這個領域，成為產業(yè)鏈的變革者。

模具3D打印