數(shù)控加工是模具制造中最常用的技術(shù)。雖然它可以提供高度可靠的結(jié)果，但它也是非常昂貴和耗時(shí)的。因此許多模具制造企業(yè)也在尋找更有效的替代方式。

目前，3D打印和各種打印材料(塑料、橡膠、復(fù)合材料、金屬、蠟、砂)對(duì)汽車、航空航天、醫(yī)療等諸多行業(yè)帶來(lái)了極大的便利。許多企業(yè)在供應(yīng)鏈中集成了3D打印，這也包括模具制造。

據(jù)精速觀察，模具制造的以下幾個(gè)方面可以應(yīng)用到3D打印技術(shù)中：

成型(吹塑、LSR、RTV、EPS、注塑、紙漿模塑、可溶型芯、玻璃纖維模具等)

鑄模(熔模、砂模、旋壓等)

成形(熱成形、金屬液壓成形等)

機(jī)械加工、裝配和檢驗(yàn)(固定夾具、移動(dòng)夾具、組合夾具等)

機(jī)器人末端執(zhí)行器(夾持器)

具有3D打印的制造模具具有許多優(yōu)點(diǎn)：

1.模具生產(chǎn)周期縮短

2.制造成本降低

3.模具設(shè)計(jì)的改進(jìn)為最終產(chǎn)品增加了更多的功能

4.優(yōu)化工具更符合人體工程學(xué)，提高了最低性能。

三維打印技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它被用來(lái)制作形狀跟隨冷卻模具。三維打印技術(shù)的自由設(shè)計(jì)和自由制造的優(yōu)點(diǎn)，突破了傳統(tǒng)模具加工的技術(shù)缺陷，能夠根據(jù)模具的形狀設(shè)計(jì)出具有形狀的冷卻通道。

圖中綠色部分為注射部分，藍(lán)色部分為保形冷卻通道

通過(guò)冷卻流道的應(yīng)用，大大提高了模具的冷卻效率。如果零件的噴射時(shí)間為10秒，則噴射時(shí)間可減少到6秒。

當(dāng)然，3D打印并不是一切。在此之前，“中國(guó)塑料機(jī)械網(wǎng)”分析了3D打印技術(shù)的局限性，并對(duì)其進(jìn)行了總結(jié)。

1.準(zhǔn)確度。如果三維打印模具精度不高，會(huì)在表面產(chǎn)生一層紋理，影響模具的使用。在后期，需要加工或噴砂來(lái)消除這些層，從而大大削弱了三維打印模具的速度優(yōu)勢(shì)。

2.3D打印材料不耐高溫。鋁模和鋼模通常需要加熱到260℃或更高。一套金屬模具可以生產(chǎn)上千個(gè)零件，沒(méi)有任何問(wèn)題。如果使用光敏樹(shù)脂，3D打印材料，制造模具，高溫下的損壞非常迅速。在溫和的環(huán)境下，3D打印模具在使用100次內(nèi)就會(huì)失效。對(duì)于要求較高的工程材料，3D打印模具只能生產(chǎn)少量零件。冷卻系統(tǒng)可以在一定程度上加快生產(chǎn)速度，但不會(huì)顯著提高3D打印模具的使用壽命。

3.3D打印的成本不低。如果一個(gè)工業(yè)模具的成本是20000美元，那么一個(gè)類似的3D打印模具的成本是1000美元。然而，這種比較是不公平的。打印模具的成本評(píng)估通常只考慮材料消耗，不考慮人工、裝配等。例如，一家工廠的鋁模采用3D打印技術(shù)，每50到100種產(chǎn)品都需要重印，裝配機(jī)對(duì)新模具進(jìn)行測(cè)試。

另一方面，鋁模具通常在生產(chǎn)10000個(gè)零件后仍能正常使用。因此，在生產(chǎn)成本上，3D打印似乎并不比傳統(tǒng)的模具制造方法更具成本效益。

4.3D打印模具行業(yè)經(jīng)驗(yàn)不足，缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)注塑模制的原理已經(jīng)超過(guò)了一個(gè)世紀(jì)，整個(gè)行業(yè)進(jìn)行了更深入的研究，如一定角度必須大于或等于5度，以滿足大多數(shù)鋁模要求。然而，三維打印模具的塑料零件面臨著一些障礙，因此在安裝過(guò)程中需要格外小心和反復(fù)試驗(yàn)。

5.3D打印模具難以批量生產(chǎn)。單件生產(chǎn)成本單價(jià)接近萬(wàn)件生產(chǎn)成本單價(jià)，3D打印耗時(shí)較長(zhǎng)。3D打印技術(shù)更適合小批量的生產(chǎn)，生產(chǎn)周期需要嚴(yán)密的模具生產(chǎn)，大規(guī)模生產(chǎn)主要由傳統(tǒng)模具制造。

因此，3D打印在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)取代傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)。然而，沒(méi)有必要失望，3D打印小批量、定制、縮短開(kāi)發(fā)周期等特點(diǎn)，在制造業(yè)中仍占有一席之地。如果3D打印與傳統(tǒng)制造相輔相成，相信它們可以發(fā)揮巨大的潛力。

在未來(lái)，3D打印注射模將是一個(gè)可靠的替代方案。如果模具需要長(zhǎng)時(shí)間使用，一旦3D打印模具驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性，下一步就是使用更多的永久性材料制作模具，如鋁或不銹鋼，因?yàn)樗芰夏＞咧饕糜?a href="http://www.yipeizi.com.cn/3ddayinmoxing/" title="小批量生產(chǎn)" target="_blank" class="sitelink">小批量生產(chǎn)。由于3D打印模具的設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)模具的設(shè)計(jì)不同，因此在項(xiàng)目時(shí)間和預(yù)算中應(yīng)考慮一定數(shù)量的模具重新設(shè)計(jì)和試驗(yàn)驗(yàn)證。