用塑料做模具？3D打印塑料材質(zhì)的注塑模具
塑料產(chǎn)品或零部件是由注塑模具生產(chǎn)出來的。通常情況下注塑模具是由導(dǎo)熱性好的金屬制造的。而除了金屬模具，3D打印的塑料模具也被一些企業(yè)用于生產(chǎn)塑料產(chǎn)品。在什么情況下使用3D打印塑料模具？與金屬注塑模具相比，3D打印塑料模具有哪些需要注意的問題？ 3D科學谷將和谷友一起看案例、找答案……
節(jié)省時間和成本
博世力士樂、空客、保時捷等公司在新產(chǎn)品研發(fā)中，常會需要在幾天之內(nèi)做出小批量的注塑產(chǎn)品，并進行功能測試。Wehl & Partner 作為服務(wù)于這三家公司的原型制造商，在接到客戶訂單后的首要任務(wù)就是快速制造出生產(chǎn)這些注塑產(chǎn)品的模具。
Wehl & Partner 使用SLA(立體光固化成型)3D打印技術(shù)快速制造注塑模具，使用的打印材料DSM Somos Perform樹脂。這款材料能夠良好的表面光潔度。如果使用機械加工來制造金屬模具，再使用模具進行產(chǎn)品注塑，需要花費5-7周時間。而通過3D打印模具，只需1-2周即可將注塑產(chǎn)品交付給客戶。Wehl & Partner 使用的打印材料是一款具有良好的耐熱性能的液體樹脂材料，可以承受120攝氏度的高溫，在注塑時模具的溫度不會影響材料的強度和精度。
如果用于注塑的材料是聚丙烯，Wehl & Partner 打印的塑料模具大約可生產(chǎn)數(shù)百件產(chǎn)品。如果使用的是玻璃纖維材料，每個模具大約可以生產(chǎn)40-50個產(chǎn)品。
金屬還是塑料？
究竟是選擇金屬模具還是塑料模具？Wehl & Partner公司通過實踐探索出了自己的答案。使用傳統(tǒng)加工方式制造的金屬模具和3D打印注塑模具，Wehl & Partner在為客戶提供服務(wù)時都會用到。當客戶需要生產(chǎn)幾百個或上千個注塑產(chǎn)品時，他們使用鋁制模具來生產(chǎn)。
如果客戶的產(chǎn)品設(shè)計比較簡單，Wehl & Partner 仍然使用機械加工的方式制造金屬注塑模具。當產(chǎn)品設(shè)計比較復(fù)雜或者客戶要求的交期很緊張時，3D打印的塑料模具就會成為Wehl & Partner 的首選。
SLA 并不是唯一用于打印塑料注塑模具的3D打印技術(shù)， 材料噴射技術(shù)也有這方面的應(yīng)用。例如，Stratasys 的Polyject 材料噴射3D打印機通過打印ABS 數(shù)字材料，也可以用于制作注塑模具。供暖系統(tǒng)供應(yīng)商Whale公司，就是用這種技術(shù)打印注塑模具，并用這些模具小批量生產(chǎn)新產(chǎn)品的原型件。在新產(chǎn)品研發(fā)中使用該技術(shù)進行小批量的生產(chǎn)，將交付周期縮短了97%。
模具制造商HASCO公司，使用該技術(shù)打印批量生產(chǎn)模具中的復(fù)雜模具型腔部件，如鑲件。如果模具的鑲件需要修改，比起傳統(tǒng)模具制造方法,可以實現(xiàn)更快的設(shè)計修改。借助3D打印的型腔實現(xiàn)快速換模，是傳統(tǒng)方式的一種快速經(jīng)濟的替代方法。
盡管3D打印的塑料注塑模具，比制造金屬模具節(jié)約了時間和成本。但是在注塑過程中，液體的注塑材料溫度很高，只有在注塑之后均勻迅速的冷卻下來，才能保證塑料產(chǎn)品的質(zhì)量。這就要求模具具有良好的導(dǎo)熱性能， 而我們不難想象的是，塑料的導(dǎo)熱性能無法與金屬相比。塑料模具的導(dǎo)熱性能弱，注塑的周期變長。3D打印的塑料模具更適合用于生產(chǎn)處于研發(fā)階段的少量新產(chǎn)品，或者少量急用的產(chǎn)品，以及中小型的注塑產(chǎn)品。
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