3D打印技术在模具制造中的应用展望

    林密

    摘 要：3D打印技术是20世纪的末期才开始兴起的，其在内容上属于快速成型技术中的一种。随着近几年的发展，3D打印技术开始走进大众生活，并在多个不同的领域中发挥作用。尤其是在模具制造中的应用非常广泛。文中首先对3D打印技术的原理进行分析，然后提出其在模具制造中的应用，并展望其在未来的发展前景。

    关键词：3D打印；模具制造；应用前景

    中图分类号：TG76 文献标识码：A

    doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.04.010

    1 3D 技术的原理

    就目前来说3D技术主要包括三种不同的类型，即光固化成型（SLA）、三维粉末粘结（3DP）、熔融沉积快速成型（FDM）。这三种类型在工作原理上与喷墨打印机的工作原理相似，但是其在使用的材料上有很大的不同，喷墨打印机采用的原材料是墨水，而3D打印機所采用的原材料则是蜡、黏结剂、树脂等材料。

    SLA所采用的原材料是光敏或者是激光性好的原材料，其能够通过一层层的扫描之后形成固化，从而获得所需要的成品。就目前来说我国对SLA技术的研究更为深入，因此其主要的应用在精度要求较高和成品结构较为复杂的元件中，从而实现对其进行精准打印。3DP技术在进行工作时首先会在工作面上铺设一层粉末性的材料，再在喷嘴的作用下将黏合剂喷射到工作面上，然后将这些粉末性的材料粘结成型，最终在工作面上呈现产品的截面，以层层积累的方式打印出最终的成品。FDM在进行工作时是将一些具有热熔性的材料进行熔化，然后在喷嘴的作用下将这些材料喷出，这样所喷出的材料会沉积在已经固化好的材料上，进行层层材料的堆积，最终形成立体实物。

    通过对以上三种不同的3D打印技术进行分析，我国目前最为常用的就是FDM（熔融沉积快速成型）技术，究其原因主要是由于该技术成本低、成型方式简单易懂。

    2 3D 打印技术在模具制造中的运用

    3D打印技术在实际的运用过程中主要采用的是逆向思维对传统模具进行加工，其可以解决加工过程中产生的母模的问题，因此具有非常大的应用优势，在一般状况下3D打印技术在模具制造中的应用步骤可以分为三步：

    第一步，3D建模。利用UG、Pro/E等相关软件的作用进行建模，此时需要对所建模型的尺寸、形状等进行精确的控制，这样才能够保证打印出的成品质量。

    第二步，模型分层。在打印机中具有自动分层的功能，其在具体的运行过程中可以根据模型沿着工作面的方向进行分层，而且每一层中都具有模型相关的数据信息。一般模型所分层的数量越多，代表着所打印的成品精度就会越高，打印出的产品质量也就越好，同时由于层数多，其打印的速度就会降低，打印的效率也会下降。

    第三步，打印。在完成了以上操作之后，打印机就可以对其中某一个层次的二维数据信息进行读取，数据信息的内容将打印材料进行堆叠，最终形成成品。

    3 3D 打印技术的应用前景

    3D打印技术能够有效弥补传统模具加工技术所存在的不足，因此在进行模具制造时可以在传统加工工艺的基础上采用3D打印技术，能够在很大程度上提高整个模具制造的效率。比如说企业在进行新产品研发的过程中，为了对新产品进行检验，可以先利用3D打印技术的作用对产品进行样本打印，然后对样本的性能进行检测、调整和修改。当所研发的产品性能完全符合生产要求之后，再利用传统的模具制造方式进行大量产品的生产。这样在很大程度上可以对样本的调整流程进行简化，从而加快产品研发的效率。此外，在进行3D打印技术研发的过程中要注重其与传统制造方式之间的融合，这样可以更为高效的生产出成品。

    随着3D打印技术在模具制造行业中的不断应用，其在内容上相互的补充。相信在未来的发展中3D打印技术能够有效的生产3成以上的工业产品。同时将3D打印技术与逆向工程测量联系在一起，能够促进该技术的不断发展和更新，从而解决3D打印技术在实际应用过程中的难题。

    4 结语

    总之，随着技术的不断发展，3D打印技术将成为未来发展的一大趋势，其在模具制造中能够改变传统模具制造工艺，从而提高企业加工效果。

    参考文献：

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    [2] 陈楠. 3D打印技术在模具制造中的应用[J]. 科技尚品， 2016（2）.

    [3] 马岚， 郑志刚， 陈少波. 基于现代学徒制模式下3D打印技术在陶瓷模具制造中的应用[J]. 江西化工， 2017（5）：171.