3D打印技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用展望

林密

摘 要：3D打印技術(shù)是20世紀(jì)的末期才開始興起的，其在內(nèi)容上屬于快速成型技術(shù)中的一種。隨著近幾年的發(fā)展，3D打印技術(shù)開始走進(jìn)大眾生活，并在多個(gè)不同的領(lǐng)域中發(fā)揮作用。尤其是在模具制造中的應(yīng)用非常廣泛。文中首先對(duì)3D打印技術(shù)的原理進(jìn)行分析，然后提出其在模具制造中的應(yīng)用，并展望其在未來的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：3D打?。荒＞咧圃?；應(yīng)用前景

中圖分類號(hào)：TG76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.04.010

1 3D 技術(shù)的原理

就目前來說3D技術(shù)主要包括三種不同的類型，即光固化成型（SLA）、三維粉末粘結(jié)（3DP）、熔融沉積快速成型（FDM）。這三種類型在工作原理上與噴墨打印機(jī)的工作原理相似，但是其在使用的材料上有很大的不同，噴墨打印機(jī)采用的原材料是墨水，而3D打印機(jī)所采用的原材料則是蠟、黏結(jié)劑、樹脂等材料。

SLA所采用的原材料是光敏或者是激光性好的原材料，其能夠通過一層層的掃描之后形成固化，從而獲得所需要的成品。就目前來說我國對(duì)SLA技術(shù)的研究更為深入，因此其主要的應(yīng)用在精度要求較高和成品結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的元件中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行精準(zhǔn)打印。3DP技術(shù)在進(jìn)行工作時(shí)首先會(huì)在工作面上鋪設(shè)一層粉末性的材料，再在噴嘴的作用下將黏合劑噴射到工作面上，然后將這些粉末性的材料粘結(jié)成型，最終在工作面上呈現(xiàn)產(chǎn)品的截面，以層層積累的方式打印出最終的成品。FDM在進(jìn)行工作時(shí)是將一些具有熱熔性的材料進(jìn)行熔化，然后在噴嘴的作用下將這些材料噴出，這樣所噴出的材料會(huì)沉積在已經(jīng)固化好的材料上，進(jìn)行層層材料的堆積，最終形成立體實(shí)物。

通過對(duì)以上三種不同的3D打印技術(shù)進(jìn)行分析，我國目前最為常用的就是FDM（熔融沉積快速成型）技術(shù)，究其原因主要是由于該技術(shù)成本低、成型方式簡單易懂。

2 3D 打印技術(shù)在模具制造中的運(yùn)用

3D打印技術(shù)在實(shí)際的運(yùn)用過程中主要采用的是逆向思維對(duì)傳統(tǒng)模具進(jìn)行加工，其可以解決加工過程中產(chǎn)生的母模的問題，因此具有非常大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在一般狀況下3D打印技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用步驟可以分為三步：

第一步，3D建模。利用UG、Pro/E等相關(guān)軟件的作用進(jìn)行建模，此時(shí)需要對(duì)所建模型的尺寸、形狀等進(jìn)行精確的控制，這樣才能夠保證打印出的成品質(zhì)量。

第二步，模型分層。在打印機(jī)中具有自動(dòng)分層的功能，其在具體的運(yùn)行過程中可以根據(jù)模型沿著工作面的方向進(jìn)行分層，而且每一層中都具有模型相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。一般模型所分層的數(shù)量越多，代表著所打印的成品精度就會(huì)越高，打印出的產(chǎn)品質(zhì)量也就越好，同時(shí)由于層數(shù)多，其打印的速度就會(huì)降低，打印的效率也會(huì)下降。

第三步，打印。在完成了以上操作之后，打印機(jī)就可以對(duì)其中某一個(gè)層次的二維數(shù)據(jù)信息進(jìn)行讀取，數(shù)據(jù)信息的內(nèi)容將打印材料進(jìn)行堆疊，最終形成成品。

3 3D 打印技術(shù)的應(yīng)用前景

3D打印技術(shù)能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)模具加工技術(shù)所存在的不足，因此在進(jìn)行模具制造時(shí)可以在傳統(tǒng)加工工藝的基礎(chǔ)上采用3D打印技術(shù)，能夠在很大程度上提高整個(gè)模具制造的效率。比如說企業(yè)在進(jìn)行新產(chǎn)品研發(fā)的過程中，為了對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)，可以先利用3D打印技術(shù)的作用對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行樣本打印，然后對(duì)樣本的性能進(jìn)行檢測(cè)、調(diào)整和修改。當(dāng)所研發(fā)的產(chǎn)品性能完全符合生產(chǎn)要求之后，再利用傳統(tǒng)的模具制造方式進(jìn)行大量產(chǎn)品的生產(chǎn)。這樣在很大程度上可以對(duì)樣本的調(diào)整流程進(jìn)行簡化，從而加快產(chǎn)品研發(fā)的效率。此外，在進(jìn)行3D打印技術(shù)研發(fā)的過程中要注重其與傳統(tǒng)制造方式之間的融合，這樣可以更為高效的生產(chǎn)出成品。

隨著3D打印技術(shù)在模具制造行業(yè)中的不斷應(yīng)用，其在內(nèi)容上相互的補(bǔ)充。相信在未來的發(fā)展中3D打印技術(shù)能夠有效的生產(chǎn)3成以上的工業(yè)產(chǎn)品。同時(shí)將3D打印技術(shù)與逆向工程測(cè)量聯(lián)系在一起，能夠促進(jìn)該技術(shù)的不斷發(fā)展和更新，從而解決3D打印技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中的難題。

4 結(jié)語

總之，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，3D打印技術(shù)將成為未來發(fā)展的一大趨勢(shì)，其在模具制造中能夠改變傳統(tǒng)模具制造工藝，從而提高企業(yè)加工效果。

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