3D打印技术在模具制造技术中的运用及发展

3D打印技术在模具制造技术中的运用及发展

苏嘉锋

广西贺州高级技工学校 广西贺州职业学院 广西贺州 542899

摘要：随着科技的发展进步，基于互联网技术的3D打印技术也产生了，与传统的打印技术相比，3D打印技术与之原理相同，但是所使用的材料更为先进。应用能够粘合的材料，再加上逐层打印，就可以使理想中的模型通过该技术得到实现。随着3D打印技术的不断完善，它的应用范围也越来越广，模具制造行业就是其中之一。本篇文章我们将从3D打印技术的基本原理出发，来简单分析3D打印技术在模具制造当中的具体应用，旨在能够为我国的制造业长足发展提供可行性的理论依据。

关键词：模具制造；3D打印技术；制造能力

引言：所谓模具，就是在产品生产的工艺当中最为基础的一种设备，模具在我国的制造业当中具有极为重要的地位，比如我们常见的电器，电子产品，小零部件等等，都是通过模型的利用，来实现制造和批量生产的。我国的科技在党及政府的正确领导之下达到了飞跃式的进步，使得3D打印技术能够让模具的制造的更为精巧，实现零误差，这对于我国模具行业的制造能力的提升来说，是具有重大意义的。

1 3D打印技术概况

简单的来说，3D打印技术其实就是应用特殊的材料，来完成模型，快速成型的技术。这项技术以数字模式为依托，通过数字来进行模型的建造，然后再将建造好的模型传入到3D打印设备系统当中，之后，利用3D打印技术；比如激光粉末状的尼龙及金属技术打印，或者是激光液体树脂材料的SLA.DLP技术及熔融层积的FDM技术打印，然后再进行逐层打印，从而形成模型的制造。

在1990年左右，我国已经有部分科研人员投入到3D打印技术的研究当中。但是，相比于其他的发达国家来说，我国的3D打印技术起步比较晚，所以在各项精细化的技术方面，仍然存在着些许问题。由于科技和经济在源源不断的投入，所以我国的3D打印技术发展势头良好，产生的问题也在科研人员的不断努力下逐渐克服。在未来，3D打印技术将会得到大范围的推广，让国内应用3D打印技术进行工业生产的企业，获得良好的经济收益。

2 我国模具制造技术的现行状况

作为国际领域模具进出口数量最多的国家，我国需要紧密结合现代技术，将模具生产的整体技术水平提高，缩短与发达国家之间模具质量的差距。从相关数据的显示结果来看，我国的模具制造技术存在着以下问题：

2.1模具的生产周期较长

纵观我国的模具市场，在进行模具的制造时，方式方法较为传统，这与现代高速发展的社会是不相适应的，而且，在传统的模具制造过程当中，需要对模具所需要的资料进行完备的收集，还需要有大量的资金投入其中，同时，相关的技术工作人员也要花费较长的时间来监督完成模具的制造，这一系列繁琐的程序其实都是在为后期的模具质量铺路。在传统模具的制造过程当中，难免会因为某个方面的疏忽而造成模具的失败，所以前期的成本投入可能就会白费。这种时间较长的周期，在模具快速更新换代的时代，是具有劣势的。

2.2模具的生产成本高昂

在模具的生产过程当中，需要有专业的技术人员对模具的制造进行监督，创作，但是在真实操作过程当中，会出现偶尔性的技术问题，从而导致整个模具的生产过程就无法再继续进行，那么本身存在技术问题的模型，以及模型建造所使用的相关材料，投入的资金，投入的人力资源，生产过程当中的电费，水费等等，都会白费，这对于生产成本来说，是极其巨大的金额损失。

2.3模具产品较为单一

传统的纯手工工艺手法对模具进行设计，通过设计人员手工绘制的方法，既耗费时间，耗费精力，又受到思想的局限，而难以创造出有价值的模具产品。现代社会的发展，使得人们的需求层次不断提高，人们已经不满足于平常的产品，那些新型的产品更吸引他们的目光，但是由于产品所需的材料部件单一，所以制造出来的模具产品的形式也比较单调。

3 3D打印技术在模具设计和制造当中应用的优点及3D打印技术的具体应用

针对上文，我们对国内模具制造技术的状况讨论，就能够发现我国现在的模具生产主要有生产周期较长，模具生产的成本贵，模具的形式不够多样这些问题，但是我们可以应用3D打印技术，来解决以上存在的问题，让我国工艺产品的模具设计更为合理，更为人性化，让我国等模具制造水平有了大幅的提高。

3.1 3D打印技术在模具设计和制造当中的优点

3.1.1 3D打印技术可以缩短模具的生产周期

传统的模具制造过程周期比较长，应用3D打印技术，就能够对所生产的模型进行三维的设计，并且根据产品的相关信息，通过特殊材料的粘合，而实现立体模型的打印。

首先，在这项过程当中，3D打印技术的工作效率是极为快速的，这项技术是以互联网技术为基础的，所以，传统的纯手工工艺手法无法与之比拟。其次，模型的成品效果更好。由于参数值能够通过三维图像来进行设定，并且系统内部也有与之比对的精确参数，所以生产的模具是完全符合设计者初衷的。最后，3D打印技术是一项应用高新科技手段的技术，能够解放人力，实现自动化生产。

3.1.2 3D打印技术可以降低模具的生产成本

现代化的3D技术由于还没有达到全面普及，应用的厂商较少，所以该项技术在设备的单价上会比较高，虽然如此，但是考虑到3D打印机所产生的后续价值是极高的，所以还是有不少的模具生产企业应用3D打印技术。对工艺生产所需要的模具进行打印，能够减少资源的浪费，同时减少人员的投入，这就让模具生产的成本得到了有效的控制。

3.1.3 3D打印机所能够让模具产品的形式更为多样

我国的科学技术在不断发展，并且随着各项技术的应用，各种各样的新材料，新能源也出现在大众的视野当中，3D打印技术应用于模具的生产当中，能够将这些新型材料也进行有机的结合使用，同时，3D打印技术还可以，通过三维图形的建设，利用计算机当中的绘图软件，对模型进行更好的设计，并且通过打印机的运转，能够将计算机屏幕上的产品模型变为实体，在这个过程当中，并不需要机械设备或者过多人力的辅助。

基于以上两种情况，我国的3D打印技术让模具产品形式更为多元，这种多元化的模具形式，不仅符合大众的心理需求，同时促进了3D打印技术水平的提升，而且还有效地推动了我国模具制造行业的经济发展。

3.2 3D打印技术在模具设计当中的具体应用

3D打印技术应用于模具的生产当中，依据的是逆向工程思维，能够在实际的加工过程当中，有效的解决模型的母模问题。在应用过程当中，主要包含以下三方面：首先，利用互联网技术，通过数字来对模型进行3D建模，在3D建模的过程当中，可以应用三维参数模型，同时，设计师一定要对母模进行严格的把控，因为该模型会对后期批量生产的产品产生直接的影响。其次，对建造的三维参数模型进行切片分层，然后利用3D打印机系统所带的分层软件，进行模型的分层，在进行该项工作前，需要将产品的精度参数提前录入到系统当中，这样就能够使所建模型的参数与系统内部的参数值形成对比，让模型更符合要求。最后，利用3D打印机对该模型进行打印。

结束语：

我国仍然处于社会主义初级阶段，必须要将目光放得更为长远，让科学技术在各项领域当中都得到充分的，合理的发展，才能够对我国的各项实力提升都起到作用。在工业生产当中，模具生产是极为重要的一环，应用3D打印技术，就能够打破传统手工制造的种种弊端，让模具生产的成本更低，模具生产的形式更为多元，模具的生产周期更短暂。

参考文献：

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