通過3D打印快速原型技術可迅速驗證產品的可行性

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80年代后，隨著計算機輔助設計的應用，產品造型和設計能力得到極大提高，然而在產品設計完成后，批量生產前，必須制出樣品以表達設計構想，快速獲取產品設計的反饋信息，并對產品設計的可行性作出評估、論證。

在市場競爭日趨激烈的今天，時間就是效益。為了提高產品市場競爭力，從產品開發到批量投產的整個過程都迫切要求降低成本和提高速度。快速原型技術的出現，為這一問題的解決提供了有效途徑，倍受國內外重視。而傳統的快速原型制造方式還是要花費不少時間和費用，但隨著3D打印技術的出現，快速原型制造的方式大大縮短了工期。

在生產塑料零部件行業，對于塑料產品來說，3D打印原型產品的功能性與注塑模具生產的塑料產品不完全一致，所以塑料產品制造商往往需要在產品正式投入大批量注塑生產之前，生產小批量的注塑件做進一步的產品驗證。

在這種情況下，如果通過金屬注塑模具來生產小批量注塑件，則會產生高昂的成本，以及等待較長的金屬模具制造周期。或許用3D打印的塑料模具進行小批量注塑可以解決這些問題。本期，將與網友分享一個3D打印注塑模具的視頻和案例，看一下小批量注塑件生產的成本和交期問題能不能得到解決。

縮減成本和生產周期

首先我們通過一段視頻來了解一下3D打印注塑模具和使用該模具進行零部件注塑生產的過程。

視頻中需要進行注塑生產的產品是一個推進器。

3D打印注塑模具的材料：ABS 塑料;

打印時間：22小時

注塑機：Arburg （70噸）

推進器的注塑材料：POM，又名聚甲醛樹脂、POM塑料、賽鋼…

注塑溫度：210攝氏度

注塑壓力：300 bar

夾持壓力: 100 bar

夾持時間：8 秒

注塑量：65 cc

冷卻時間：30秒

與金屬模具相比的成本情況：

相比鋁制模具，下降43%；相比鋼制模具下降72%

接下來，我們看一下德國Seuffer 公司使用同樣的技術注塑生產塑料零部件的案例。

Seuffer 是一家德國的汽車電子和家用電器制造商，如車燈開關、換擋器等，他們每年生產1200萬-1500萬個塑料零部件。

在產品研發過中，Seuffer 公司不僅使用3D打印機制造產品原型，還利用3D打印機制造塑料的注塑模具，用于小批量塑料零部件的注塑生產。

這種方式，讓Seuffer的生產成本顯著下降，交期顯著縮短。接下來，我們看一看3D打印模具給Seuffer 公司帶來的具體影響。

Seuffer 公司將制造金屬模具和3D打印模具時產生的成本和交期進行了對比，從下圖中我們可以看出兩組數據之間的明顯差異：

交期：傳統模具交期為56天，成本為4萬歐元；3D打印模具交期為2天，成本為1000歐元。相比傳統模具，3D打印模具的交期縮短了90%，成本下降了97.5%

案例中展示的ABS 材料并不是唯一可以制造3D打印注塑模具的材料，通過SLA 3D打印技術，光敏樹脂材料也可以用來制造3D打印注塑模具，進行小批量注塑件的生產。

目前世界上投入應用的快速成形的方法有十多種，主要包括光敏液相固化法(SLA-StereoLithgraphyApparatus)、分層實體制造(LOM—Laminated Object Manufacturing)、選擇性激光燒結(SLS—SelectiveLaser  Sintering)、熔化沉積制造(FDM—Fused Deposition Modeling)、固基光敏液相(SGC—Solid GroundCuring)等方法。

本文部分內容來源于3d科學谷

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