金屬3D打印模具工藝為何是模具行業(yè)必備技術(shù)

受疫情及國外大環(huán)境的影響，華南、華東等地客戶新產(chǎn)品的迭代速度和頻率也遭遇影響。我們3D打印主要致力于模具的應(yīng)用，模具的應(yīng)用是來自于新的產(chǎn)品，如果有新產(chǎn)品的迭代，我們會開發(fā)更多新的模具。現(xiàn)在大環(huán)境還不是很樂觀，金屬3D打印落地模具的應(yīng)用也銳減不少。在這樣的危機(jī)中，我們醞釀新機(jī)更要通過增材制造，通過金屬3D打印去提高我們模具的整體制造水平，縮短我們的成型周期，提高我們的產(chǎn)品質(zhì)量，加快我們新產(chǎn)品開發(fā)速度。

近日，制造探囊第13期“金屬3D打印模具工藝”由廣東?？萍す夤緱罱ň┲髦v，一個18年老兵的模具經(jīng)驗(yàn)，帶我們充分了解金屬3D打印在模具領(lǐng)域的助推作用。

金屬3D打印模具工藝為何是模具行業(yè)必備技術(shù)，所謂的模具行業(yè)必備技術(shù)，我有兩層意思。第一，目前階段不是說我們所有模具一定要采用金屬3D打印來做，我們更需要把它當(dāng)作一個備選工藝方案去賦能我們的模具。第二，后續(xù)隨著金屬3D打印行業(yè)的快速發(fā)展，成本及技術(shù)成熟度更加深入落地，那就是模具行業(yè)加工工藝的必備技術(shù)了。

我們講金屬3D打印模具的應(yīng)用，目前了解更多的是隨型水路。但是，金屬3D打印模具僅僅只有隨型水路的應(yīng)用還很難成為模具加工細(xì)分工藝的新秀，除了隨形水路，我們還有沒有其它可以開發(fā)的？需要我們從業(yè)者、客戶一起攜手開拓。

關(guān)于金屬3D打印，我們從2010年開始對接市場， 對于我們接觸3D打印的硬度以及切削效果，包括常規(guī)的全打印以及嫁接打印等，如何來定性？我相信35%的老板并還并不是很了解。當(dāng)然，對于一些長期使用，產(chǎn)品質(zhì)量得到快速，注塑周期大幅縮短已嘗到了金屬3D打印模具帶來的經(jīng)濟(jì)效益，得到他們客戶好評的一些模塑企業(yè)老板們；他們使用的經(jīng)驗(yàn)以及對工藝了解的深度，甚至比我們一些同行的銷售了解的還更多。

案例【汽車塑件模具鑲件】四邊平整中凸深腔工件，對于基座的厚度是有一定要求的。如果基座偏薄，這個工件打印下來，一般情況下都有可能會出現(xiàn)變形，導(dǎo)致精加過切等問題。比如有一個案例，四角它只有一個虎口，其它長寬四面平整，中間膠位高度大概在80mm，整體沒有任何的骨位結(jié)構(gòu)，也相當(dāng)于是平板式的，在模仁中間拔地而起一棟“高樓”（膠位結(jié)構(gòu)）。這個工件我們在打印以及熱處理過程中，基座出現(xiàn)變形的風(fēng)險(xiǎn)是完全存在的，因?yàn)榛暮穸戎挥?0mm,所以這個件我們特別要注意，在圖示紅色位置進(jìn)行嫁接，下方基座高度要預(yù)先做到40mm，如此可以預(yù)防大變形吃掉預(yù)留的加工余量。

金屬3D打印模具隨形水路，我們是可以根據(jù)產(chǎn)品的形狀進(jìn)水路設(shè)計(jì)，水路內(nèi)壁到膠位面的壁厚是多少，這個安全距離很重要，我們最小厚度設(shè)計(jì)過0.8mm；有效的縮短注塑過程中的冷卻時間，加快脫模速率，使整個成型周期加快，生產(chǎn)效率得到大幅提高；但是因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)而異安全壁厚不能一概而論，壁厚過薄容易出現(xiàn)破壁風(fēng)險(xiǎn)需要就產(chǎn)品項(xiàng)目綜合考慮。

有人說，3D打印是錦上添花之事，它不是我們加工的剛需；我也有和很多模塑老板探討過，3D打印也可以變?yōu)榧庸傂?。我們?年最多了解的PCTG的材料，特別是在電子煙上面的應(yīng)用，這種產(chǎn)品這款材料沒有3D打印技術(shù)，也許是朝著另外一個方向發(fā)展。但是生產(chǎn)效率，產(chǎn)品的單價以及我們生產(chǎn)工廠的整理、整頓精益生產(chǎn)都會做得很痛苦。我們的剛需也許和我們采用的塑膠材料以及我們產(chǎn)品模具本身的結(jié)構(gòu)受限有關(guān)，有了3D打印就可以賦能傳統(tǒng)。所以說3D打印可以成為模具行業(yè)的必備技術(shù)，是解決傳統(tǒng)不能解決的。

案例【汽車油路功能件模具鑲件】解決塑件表面粗糙度的問題。這個件底部紅色是加工假體部分，我們是用P20就可以，上面部分我們采用1.2709或者CX材料都可以進(jìn)行打印，底部紅色的加工裝夾假體最后加工完我們是要割掉的。這個水路的直徑以及進(jìn)出水位置是可以不變的，我們更多的是解決尼龍加纖材料，在注塑生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)浮纖問題，因?yàn)楦±w會導(dǎo)致最終客戶在裝O形圈的情況下出現(xiàn)有摩擦破損而滲水、漏水問題；這個案例采用3D打印技術(shù)連同我們的注塑周期長的問題也解決了。相同的產(chǎn)品，不同的水路設(shè)計(jì)，我司的設(shè)計(jì)根據(jù)大量實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)案例+科學(xué)分析讓打印的模具工件注塑周期可以降低到最大化。

比如注塑的過程中，一個周期中最長的是冷卻時間，隨形水路要解決的就是把冷卻時間解決掉。對射膠以及保壓時間它占的比重很少，如圖我們紅色的冷卻時間30%，傳統(tǒng)70%，中間可以壓縮40%的空間，那是很可觀的。

為什么要選擇隨型水路，選擇增材制造來做模具。傳統(tǒng)水路的周期監(jiān)測畫面是 21.73秒，隨形水路恒定在17秒，相差4~5秒。時間縮短了，注塑成本也節(jié)約了11萬。所以說增材制造模具，對于規(guī)模創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新以及管理創(chuàng)新，其實(shí)歸根結(jié)底是深耕于質(zhì)量效率跟成本。

金屬3D打印模具工藝之前是中大型企業(yè)才會采用，如今中小模具廠也會使用，這個技術(shù)應(yīng)用普遍將會是趨勢。特別是對于模具要求高，交期急這兩點(diǎn)，更能促進(jìn)模具3D打印工藝的發(fā)展。

來源：霍爾榜

審核編輯 黃昊宇