浅谈3D打印给模具行业带来的“喜”与“忧”

原标题:新技术新机遇,VDM公司使用EnvisionTEC 3D打印技术再迎春天

模具行业是一个跨度最大的行业,它与制造业的各个领域都发生关系。在现代社会,制造和模具是高度依存的,无数产品的部件都要通过模制(注射、吹塑和硅胶)或铸模(熔模、翻砂和旋压)来制造。无论什么应用,制造模具都能在提高效率和利润的同时保证质量。

EnvisionTEC优质的和精准的3D打印机能够适用于不同的行业,而且还能生产不同的装置。其中一种装置是生产辅助工具,VDM
Kunststoftechniek公司证实了3D打印是一种理想的制作方法。VDM位于荷兰,为了制作生产辅助工具,它使用了EnvisionTEC
Perfactory
4打印机。自从使用了Perfactory系统来进行3D打印,VDM发现这项技术能带来意外惊喜。

CNC加工是在制造模具时最常用的技术。虽然它能够提供高度可靠的结果,但同时也非常昂贵和费时。所以很多模具制造企业也开始寻找更加有效的替代方式。

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而通过增材层制造制作模具也就成了一个更加具有吸引力的方法,特别是因为模具一般都属于小批量生产而且形状都比较复杂,很适合3D打印 来完成。

Peter van der Meulen是VDM
Kunststoftechniek的负责人,大概3年前他就发现了3D打印的潜力。

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澳门金沙4787.com,目前,3D打印广泛应用于模型制作,手板和模具制作等领域。虽然贵为本世纪的前沿科技之一,但其真实面临的困境不容小觑。据业内分析,3D打印目前在许多行业存在同样的问题:首先,3D打印的成本目前还比较高;其次,同样价位上,3D打印对比传统模型精度要差很多。等到3D打印成熟和普及的时候,冲击才会形成。除了以上两大劣势,3D打印的材料实现不了其它材料–哪怕是注塑,的强度、韧性等性能。目前在应用方面,还是有很大的局限性。

作为使用扣件生产塑料挤出异型材的专家,在制造原型实物的过程中,他发现一些问题,那就是要制作可靠的卡扣需要高精度。最大的障碍是,要让它扣住时更牢固,需要精度达0.1mm,毕竟要是一个零件很容易松开了,那它也就没有用了。例如,Van
der
Meulen会建很多文档,然后制作成家具扣件从而形成钢架结构,这种装置对精度和可靠度都有一定的要求。

那么模具制造能够从3D打印技术上得到什么好处吗?

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其实模具制造的以下几个环节是能够用到3D打印技术的:

生产一个功能性的实物零件不仅仅需要反复试错的过程。为了得到一个清晰的图片来了解一个连接结构是怎么运作的(有了最终的材料和生产方法的前提下),Van
der
Meulen做了一个完整的模具,随后利用他的经验和本能,在技术人员的帮助下根据最初的结构进行调整。这让他在8-10周之内得到了一个足够可靠的模型。在今天的市场上,完成这种零件要两个月,这是令人不可接受的——“抢占市场”是关键。

(1)成型(吹塑、LSR、RTV、EPS、注塑、纸浆模具、可溶性模芯、玻璃钢模具等等)

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(2)铸模(熔模、砂模、旋压等…)

据Van der
Meulen所说,不仅仅是做零件本身昂贵且费时,其背后的装置也限制了外形,这个装置通常叫做“校正装置”。

(3)成型(热成型,金属液压成型等…)

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(4)机械加工、装配和检验(固定夹具、移动夹具、模块化夹具等…)

Van der
Meulen对3D打印最初的研究是失败的,直到他使用了EnvisionTEC的Perfactory
3D打印机。这台3D打印机的精度可以满足他的需求,可以快速精准地生产出他所需要的零件,这样给顾客交货时间也缩短了。更重要的是,他的选择更加多样。

(5)机器人末端执行器(夹手)

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用3D打印制造模具有许多优点:

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1)模具生产周期缩短

除此之外,使用EnvisionTEC
3D打印机打印其他物品时,Van der
Meulen也能从中获益。最近他打印了模具,这些模具在吹塑时效果很好,可以用于塑料瓶子的吹塑。他使用的是EnvisionTEC目前最坚硬的材料之一——HTM140,然后用瓷粉填充。没过多久,他还想要用这种方法来制作挤压模具,并做了小范围的尝试。Van
der
Meulen解释道:“这种材料可以冷却得很好。当冷却通道打印到接近表面时,温度降到40℃的水都可以用来冷却,这个小批量快速转换的过程很有趣。”

3D打印模具缩短了整个产品开发周期,并成为驱动创新的源头。在以往,由于考虑到还需要投入大量资金制造新的模具,公司有时会选择推迟或放弃产品的设计更新。通过降低模具的生产准备时间,以及使现有的设计工具能够快速更新,3D打印使企业能够承受得起模具更加频繁的更换和改善。它能够使模具设计周期,跟得上产品设计周期的步伐。

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此外,有的公司自己采购了3D打印设备以制造模具,这样就进一步加快了产品开发的速度,提高了灵活性/适应性。在战略上,它提升了供应链御防延长期限和开发停滞风险的能力,比如从供应商那里获得不合适的模具。

VDM目前有很多种服务,类似于一个服务机构。Van
der
Meulen说道:“这台机器给了我们无限的可能性,比我原来想象的要多得多。它的构建尺寸达100
x 160 x 230
mm,适用性很强。此外,对外形的要求也减少了。”这家公司使用EnvisionTEC材料3D打印零件,打印用于型芯装置模型,他们还接了一些关于医学的新项目,生产手术需要的导板。

2)制造成本降低

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如果说当下金属3D打印的成本要高于传统的金属制造工艺的成本,那么成本的削减在塑料制品领域更容易实现。

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