3D打印,又稱增材制造技術(shù),是一種以三維CAD模型文件為基礎(chǔ),采用粉狀、絲狀或片狀材料,通過"分層制造、逐層疊加"方式構(gòu)建三維實(shí)體的技術(shù)。
主流3D打印成型工藝
當(dāng)前應(yīng)用較廣泛的3D打印成型工藝主要包括:
選擇性激光燒結(jié)(SelectiveLaserSintering,SLS)
選擇性激光熔化(SelectiveLaserMelting,SLM)
直接金屬激光燒結(jié)(DirectMetalLaserSintering,DMLS)
立體光固化成型(StereoLithographyApparatus,SLA)
熔融沉積成型(FusedDepositionModeling,FDM)
分層物體制造(LaminatedObjectManufacturing,LOM)
不同工藝在各領(lǐng)域具有差異化應(yīng)用優(yōu)勢。3D打印技術(shù)在模具行業(yè)中的應(yīng)用主要涵蓋三大方向:
模具行業(yè)應(yīng)用場景
直接制作手板模型
前述多種3D打印工藝均可用于手板模型制作,但成品在精度、強(qiáng)度及表面質(zhì)量上存在差異,這也是當(dāng)前3D打印技術(shù)最典型的應(yīng)用方式。
間接制造模具
通過3D打印原型件,結(jié)合硅膠、石膏、樹脂、砂型等工藝翻制模具。
直接制造模具
利用SLS、SLM等工藝直接打印軟質(zhì)或硬質(zhì)模具。
技術(shù)優(yōu)越性分析
(1)材料利用率最大化:3D打印基于零件三維設(shè)計(jì)逐層成型,相較傳統(tǒng)"減材"加工,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)材料"零"浪費(fèi)。
(2)研發(fā)效率提升:3D打印改變了設(shè)計(jì)思維,設(shè)計(jì)師可針對零件承重、受力部位進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
(3)生產(chǎn)周期縮短:從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)省去了傳統(tǒng)工藝的流程設(shè)計(jì)與驗(yàn)證環(huán)節(jié),顯著縮短周期,并支持按需調(diào)整生產(chǎn)批量。
(4)人力資源優(yōu)化:減少設(shè)計(jì)及生產(chǎn)環(huán)節(jié)的人力投入。
(5)特殊結(jié)構(gòu)制造能力:可生產(chǎn)隨形冷卻模具等傳統(tǒng)方法難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。隨形冷卻模具通過優(yōu)化冷卻效率,使制品冷卻更均勻,從而提升產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率。
傳統(tǒng)與3D打印模具流程對比
傳統(tǒng)模具制造流程:接單后需進(jìn)行項(xiàng)目評審,通過后制定生產(chǎn)進(jìn)度表,隨后開展3D軟件修正、模流分析、分型線及進(jìn)料點(diǎn)確定,經(jīng)客戶確認(rèn)定稿后,方可生成制造用零件圖并準(zhǔn)備加工流程。
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