3D 打印塑料模具与传统铝制模具的对比

工业3D打印从不同的角度对不同的行业产生了压倒性的影响。 通过工业 3D 打印,快速原型、通常无法制造或设计昂贵的零件以及材料进步的快速可用性也成为可能。 除此之外,工业3D打印也被用于制造注塑模具。 然而,它不适合; 为什么? 我们将在本文中解释它。

支持者声称,使用工业3D打印制造塑料模具可节省90%的时间,降低70%的成本,并有利于轻负载下的应用。 但是,与传统加工的铝制模具相比,了解使用工业 3D 打印机制造塑料模具的缺点仍然很重要。 因此,以下是基于使用 3D 打印制造塑料模具不被认为是一个好的选择的原因:

1、模具质量

当使用 3D 打印机制造塑料模具时,模具的质量可能不会令人印象深刻。 工业 3D 打印机使用层来形成一个完整的模具,在墙壁或有角度的表面上呈现出阶梯效果。 同时,模具一定要钻孔或铰孔,并攻丝或铣削螺纹特征。 这些二次操作增加了模具的时间。 然而,模具的质量应该保持不妥协。

2、模具尺寸

使用工业 3D 打印机的模具允许体积约为 10 立方英寸,接近柚子的大小。 无可争议的是,现代增材机具有更好的能力和能力来形成模具。 然而,这些先进的机器远远落后于 EDM 设备和加工中心。 原因是他们可以方便地制造尺寸高达 59 立方英寸的模具,这大约是工业 3D 打印机容量的六倍。

3. 过热

注塑中使用的模具必须面对过热,以使材料适当流动。 通常,钢和铝模具的温度保持在 260°C 左右,特别是在制备高温塑料时。 反之,立体光刻和类似3D打印方法的模具则不可能满足如此高的温度。 这是因为这些过程涉及通过紫外线固化的光反应性树脂。 当长时间暴露在如此高的热量下时,这些塑料模具会立即分解。

3D 打印的塑料模具在完成 100 次苯乙烯和聚乙烯等软塑料材料的注射之前就变得无效了。 但是玻璃填充的聚碳酸酯和其他坚韧的热塑性塑料可能会表现出一些阻力。 随后,我们可以说,工业3D打印制成的塑料模具不适合在注塑过程中面对热量。

4. 成本比较

成本一直是关于首选铝模具的传统制造或使用工业 3D 打印机制造的讨论点。 通常,工业3D打印塑料模具被认为成本较低,这是一种错误的看法。 例如,使用 3D 打印机制作塑料模具的成本为 1000 美元。 如果使用传统的铝制模具制造方法制造,它将触及 20,000 美元的数字。

但值得吗? 当然,并不是因为由3D打印机组成的模具不会提供超过50到100次的服务。 投资者需要另一个模具来保持生产速度。 因此,投资者将不得不再投资 1000 美元。 虽然在这里重要的是要知道 3D 打印模具的成本估算可能不包括人工成本。

另一方面,使用传统方法生产的铝制模具可能要花费 15,000 美元。 尽管如此,这笔投资足以覆盖相当长一段时间的生产消耗,因为此类模具可以支持 10,000 个生产周期。 同样,对于铝模具的常规制造,投资者有更好的能力选择定制选项。

5. 模具设计

除了其他复杂性之外,模具的设计也非常重要,而 3D 打印机往往会影响到模具的设计。 尽管如此,当将这种技术特征添加到模具设计中时,由传统模具制造工艺组成的模具提供了巨大的便利。 通常,3D打印机制作的模具消耗塑料材料,难以实现模具的以下目标,而常规制备的铝模具很容易具备这些能力。 下面给出了一些值得注意的例子:

  • 使用 3D 打印机很难实现顶针的准确位置和数量。
  • 拔模角度应扩大到 5 度或更多,远远超过大多数铝制工具必需品。
  • 对于 3D 打印的塑料模具,必须避免点浇口和隧道。
  • 对于塑料模具,扇形浇口、浇口浇口和凸耳浇口应增加其原始尺寸的三倍。
  • 聚合物流过 3D 打印塑料模具的位置应类似于 3D 打印线,以防止在降低的注射压力下粘连和增强填充。

因此,塑料模具的简单设计可能适用于 3D 打印机。 然而,复杂的设计模具远离这些打印机的领域。

使用工业 3D 打印机制造模具的可能优势

相辅相成,尽管大批量生产失败,但由3D打印机组成的塑料模具仍然具有一些优势。 这些优势包括:

  • 如果需要少量具有大拔模角的基本模具,工业 3D 打印机非常适合制作塑料模具。
  • 如果您的工具和模具团队确信他们可以美化模具中所需的所有功能,并且熟悉模具的设计规则,您就可以继续。 否则,您可能会浪费时间和金钱。
  • 假设您有足够的资源、劳动力和机器来加工/组装塑料模具。 在这种情况下,您可以对其进行处理,但它可能不经济。