3d打印塑膠模具，3D打印最常用于原型制造和直接生產(chǎn)工件，但是也可用于制作傳統(tǒng)生產(chǎn)所使用的模具和工具。這篇文章將更深入地探討采用3D打印技術(shù)制作模具并用于注塑的利弊。

為什么采用3D技術(shù)生產(chǎn)模具？

第一個(gè)問(wèn)題是為什么要選擇3D打印技術(shù)生產(chǎn)模具，而不是直接打印工件或者采用CNC加工的模具。 答案在于生產(chǎn)運(yùn)行的具體要求，尤其是所要生產(chǎn)的工件的數(shù)量。

原型制造vs小批量生產(chǎn)vs大批量生產(chǎn)

毫無(wú)疑問(wèn)，大批量的生產(chǎn)最好采用CNC加工的金屬模具。3D打印的模具不夠堅(jiān)固耐用，即使采用最堅(jiān)韌的材料打印模具，通常最多就只能經(jīng)受100次的注塑。而相比之下，金屬模具可以用于生產(chǎn)上萬(wàn)個(gè)工件。

相反，如果只需要少量的原型制造，那么最好直接采用3D打印技術(shù)。如果要進(jìn)行原型制造，那么增材制造無(wú)疑是最佳選擇。當(dāng)要生產(chǎn)的工件的數(shù)量較大，但少于100件時(shí)，采用3D打印技術(shù)制造注塑模具是最佳選擇。有時(shí)候當(dāng)工件要求采用某種特定材料，但是3D打印很難完成，那這時(shí)候就只能制作模具進(jìn)行小批量生產(chǎn)。總地來(lái)說(shuō)，當(dāng)工件數(shù)量是50-100時(shí)，采用3D打印注塑模具是性價(jià)比最高的方法，但是還是要視具體情況而定。

性價(jià)比

相對(duì)于采用傳統(tǒng)技術(shù)制作模型，3D打印模型的主要優(yōu)勢(shì)就是成本低。雖然很難確定具體價(jià)格，但是采用CNC技術(shù)加工金屬模具的成本通常是幾千美元，高端的模具的CNC制作成本甚至高達(dá)五位數(shù)。用3D打印模具的材料成本非常低，通常還不到100美元。如果考慮到人力成本和其他因素，這個(gè)成本會(huì)有所上漲，但是3D打印模具絕對(duì)會(huì)比傳統(tǒng)生產(chǎn)模式便宜很多。

快速且靈活

3D打印模具的效率更高，生產(chǎn)周期也更短。當(dāng)工件數(shù)量少于100個(gè)時(shí)，采用3D打印注塑模型大概需要2天時(shí)間，而常規(guī)的注塑模型需要花費(fèi)一周以上的時(shí)間。

3D打印模型的靈活性也更高。設(shè)計(jì)經(jīng)常要進(jìn)行修改或者定期更新版本。如果采用傳統(tǒng)的注塑模型，要制作一個(gè)新的模型的費(fèi)用可能高得離譜，但是若采用3D打印新模型，那么就只需要快速地調(diào)整更新3D圖檔用于打印，新模型第二天就可用于生產(chǎn)了。

耐用性較差

如上所述，3D打印的模型的主要缺點(diǎn)是耐用性較差。注塑通常需要達(dá)到高溫，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了大多數(shù)SLA樹脂能承受的溫度范圍。當(dāng)需要打印用于注塑的模型時(shí)要選擇高溫樹脂材料，但是溫度仍然是一大弱點(diǎn)。

3D打印材料的硬度也不如鋁和鋼材。每彈出一個(gè)工件都會(huì)在模具上產(chǎn)生應(yīng)變，即使是最堅(jiān)固的3D打印模具也不可能像傳統(tǒng)模具那有經(jīng)受上千次的模具彈出。

加固模具

但是也有一些辦法可以提升3D打印模具的耐用性。比如經(jīng)常采用的方法：將3D打印模具嵌入鋁框內(nèi)。這個(gè)方法可以讓模具更加堅(jiān)固，同時(shí)保護(hù)材料不受高溫影響和減少一定的磨損。在模具設(shè)計(jì)中集成通道和通風(fēng)孔等功能也很重要。 通道允許多余的材料流出并顯著提升冷卻效果，而小通風(fēng)口雖然只有幾毫米大，但能有助于排出氣體，避免氣體積聚而導(dǎo)致其他問(wèn)題。

后處理

值得一提的是3D打印模具在打印完成后還需要精細(xì)打磨。即使在打印的層厚很小，模具還是會(huì)出現(xiàn)一定程度的層級(jí)和粗糙度，所以需要打磨和拋光，以確保最終的模具不會(huì)有層級(jí)和粗糙現(xiàn)象。為了盡可能地減少打磨，在打印模具時(shí)要選好模具打印擺向，確保支撐結(jié)構(gòu)是在模具的背面，不影響其正面。

相同的技術(shù)，不同的工藝

除了一些其他細(xì)節(jié)問(wèn)題要考慮，總的來(lái)說(shuō)，3D打印模具的設(shè)計(jì)要遵循的原則和傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)相同。比如，兩種模具都要避開直角，因?yàn)橛兄苯堑哪＞咻^難彈出工件。設(shè)計(jì)師通常不會(huì)讓模具的設(shè)計(jì)有完全垂直的邊緣，而是采用一定的斜度，以便工件彈出。銳角也是在設(shè)計(jì)中要盡量避免的，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)通常會(huì)讓所有的邊角都有一定的弧度。兩者在一些關(guān)鍵點(diǎn)上還有其相同之處，如要避免材料的飛濺（注塑時(shí)材料從模具中飛濺而出）。任何有傳統(tǒng)模具經(jīng)驗(yàn)的人都能很簡(jiǎn)單地掌握3D打印模具。

打印技術(shù)

像ProroFab這樣的工業(yè)級(jí)SLA設(shè)備的成型精度與CNC的加工精度相當(dāng)，因此精度不成問(wèn)題。雖然在某些情況下，在后處理過(guò)程中可能有需要鉆非常小的孔或輕敲出復(fù)雜的螺紋，但盡管如此，總的加工時(shí)間仍是大大短于相同的CNC加工模具。

重要的是桌面級(jí)SLA設(shè)備是絕對(duì)不適合制作模具的。除了SLA和PolyJet設(shè)備，大多數(shù)其他形式的3D打印都具有使其不適合模具生產(chǎn)的特性。 SLA的性價(jià)比比PolyJet更高，因此我們推薦采用SLA技術(shù)。

總結(jié)

深圳3d打印模具廠家，當(dāng)情況合適時(shí)，3D打印注塑成型是一個(gè)很好的選擇。尤其是在只需要進(jìn)行少量原型制造，或者說(shuō)是小批量生產(chǎn)的情況下，3D打印注塑成型就是完美的選擇。它也非常適合于設(shè)計(jì)可能進(jìn)行多次修改的情況，例如通過(guò)多次迭代演變的產(chǎn)品。當(dāng)條件合適時(shí)，這種制造形式可能比傳統(tǒng)方法便宜10倍以上，更不用說(shuō)其效率之高。然而，如上所述，3D打印模具也在許多方面都不如傳統(tǒng)的金屬模具，因此需要仔細(xì)權(quán)衡各中利弊。