金属3D打印模具工艺为何是模具行业必备技术

受疫情及国外大环境的影响，华南、华东等地客户新产品的迭代速度和频率也遭遇影响。我们3D打印主要致力于模具的应用，模具的应用是来自于新的产品，如果有新产品的迭代，我们会开发更多新的模具。现在大环境还不是很乐观，金属3D打印落地模具的应用也锐减不少。在这样的危机中，我们酝酿新机更要通过增材制造，通过金属3D打印去提高我们模具的整体制造水平，缩短我们的成型周期，提高我们的产品质量，加快我们新产品开发速度。

近日，制造探囊第13期“金属3D打印模具工艺”由广东模科激光公司杨建京主讲，一个18年老兵的模具经验，带我们充分了解金属3D打印在模具领域的助推作用。

金属3D打印模具工艺为何是模具行业必备技术，所谓的模具行业必备技术，我有两层意思。第一，目前阶段不是说我们所有模具一定要采用金属3D打印来做，我们更需要把它当作一个备选工艺方案去赋能我们的模具。第二，后续随着金属3D打印行业的快速发展，成本及技术成熟度更加深入落地，那就是模具行业加工工艺的必备技术了。

我们讲金属3D打印模具的应用，目前了解更多的是随型水路。但是，金属3D打印模具仅仅只有随型水路的应用还很难成为模具加工细分工艺的新秀，除了随形水路，我们还有没有其它可以开发的？需要我们从业者、客户一起携手开拓。

关于金属3D打印，我们从2010年开始对接市场，对于我们接触3D打印的硬度以及切削效果，包括常规的全打印以及嫁接打印等，如何来定性？我相信35%的老板并还并不是很了解。当然，对于一些长期使用，产品质量得到快速，注塑周期大幅缩短已尝到了金属3D打印模具带来的经济效益，得到他们客户好评的一些模塑企业老板们；他们使用的经验以及对工艺了解的深度，甚至比我们一些同行的销售了解的还更多。

案例【汽车塑件模具镶件】四边平整中凸深腔工件，对于基座的厚度是有一定要求的。如果基座偏薄，这个工件打印下来，一般情况下都有可能会出现变形，导致精加过切等问题。比如有一个案例，四角它只有一个虎口，其它长宽四面平整，中间胶位高度大概在80mm，整体没有任何的骨位结构，也相当于是平板式的，在模仁中间拔地而起一栋“高楼”（胶位结构）。这个工件我们在打印以及热处理过程中，基座出现变形的风险是完全存在的，因为基座的厚度只有20mm,所以这个件我们特别要注意，在图示红色位置进行嫁接，下方基座高度要预先做到40mm，如此可以预防大变形吃掉预留的加工余量。

金属3D打印模具随形水路，我们是可以根据产品的形状进水路设计，水路内壁到胶位面的壁厚是多少，这个安全距离很重要，我们最小厚度设计过0.8mm；有效的缩短注塑过程中的冷却时间，加快脱模速率，使整个成型周期加快，生产效率得到大幅提高；但是因产品结构而异安全壁厚不能一概而论，壁厚过薄容易出现破壁风险需要就产品项目综合考虑。

有人说，3D打印是锦上添花之事，它不是我们加工的刚需；我也有和很多模塑老板探讨过，3D打印也可以变为加工刚需。我们近3年最多了解的PCTG的材料，特别是在电子烟上面的应用，这种产品这款材料没有3D打印技术，也许是朝着另外一个方向发展。但是生产效率，产品的单价以及我们生产工厂的整理、整顿精益生产都会做得很痛苦。我们的刚需也许和我们采用的塑胶材料以及我们产品模具本身的结构受限有关，有了3D打印就可以赋能传统。所以说3D打印可以成为模具行业的必备技术，是解决传统不能解决的。

案例【汽车油路功能件模具镶件】解决塑件表面粗糙度的问题。这个件底部红色是加工假体部分，我们是用P20就可以，上面部分我们采用1.2709或者CX材料都可以进行打印，底部红色的加工装夹假体最后加工完我们是要割掉的。这个水路的直径以及进出水位置是可以不变的，我们更多的是解决尼龙加纤材料，在注塑生产过程中容易出现浮纤问题，因为浮纤会导致最终客户在装O形圈的情况下出现有摩擦破损而渗水、漏水问题；这个案例采用3D打印技术连同我们的注塑周期长的问题也解决了。相同的产品，不同的水路设计，我司的设计根据大量实际的经验案例+科学分析让打印的模具工件注塑周期可以降低到最大化。

比如注塑的过程中，一个周期中最长的是冷却时间，随形水路要解决的就是把冷却时间解决掉。对射胶以及保压时间它占的比重很少，如图我们红色的冷却时间30%，传统70%，中间可以压缩40%的空间，那是很可观的。

为什么要选择随型水路，选择增材制造来做模具。传统水路的周期监测画面是 21.73秒，随形水路恒定在17秒，相差4~5秒。时间缩短了，注塑成本也节约了11万。所以说增材制造模具，对于规模创新、技术创新以及管理创新，其实归根结底是深耕于质量效率跟成本。

金属3D打印模具工艺之前是中大型企业才会采用，如今中小模具厂也会使用，这个技术应用普遍将会是趋势。特别是对于模具要求高，交期急这两点，更能促进模具3D打印工艺的发展。

来源：广东模科激光&霍尔榜联合直播