近几年来,3D打印的发展已经日新月益。许多个性化的文创产业,已经大量使用3D打印进行创作。只要输入3D图形,直接就可以打印出手枪甚至是房子。
许多制造业从业人员开始会担心,随着3D打印的进步,对于传统制造行业,到底是迎来终结者,还是拓荒者?
以注塑件来说,传统的制作方法都是使用模具来进行注塑成型。通过在模具内进行注塑及模温冷却,即可达成快速批量的生产。
无论是从生产效率、稳定度或是强度来说,3d打印仍然比不上传统的注塑方式。但另一方面,传统的注塑模具一直有个致命伤,反而可以靠着3d打印技术进行克服及突破。
要得到合格的注塑品,至少有两个重点:注塑时熔体在模腔中的流动速度尽可能相同、模具内腔壁的温度尽可能相同。而这一切,都要靠着水路来给模具进行均匀的降温。
自工业注塑制模发展之初,如何使模具表面保持恒温就一直是摆在人们面前的一大难题。
为了使温度保持恒定,制造商们先后使用了隔板、散热器、散热管等;他们还将块状物层压在一起,并在模具上加装结构复杂的钻孔装置。
在过去的十年间,随形冷却--设计出与部件轮廓一致的冷却通道一直被认为是控制注塑制模温度的解决方案。
随型水路是依照产品外形所设计的、形状复杂不规整的冷却水路。其设计跳出传统设计位置和框架,让水路能贴着模穴表面几何形状的变化而变化。这不仅为模具设计师们提供了更大的模具设计空间,而且简化了冷却水路的设计方法。
然而,随型水路的实际落地受到了既有技术的限制。一般方法是将模具加以钻孔或切割焊合,不仅施工十分复杂,模具的寿命也会因为二次加工的缘故而缩短。因此很长一段时间里,随型水路的设计只能停留在理论阶段。
直到金属3D打印出现,这些问题获得了突破性的改善。
3D打印是基于模具的三维数字化图形,采用切片软件对零件进行分层,然后基于3D打印设备的CAD/CAM功能,逐层制造、累加成形的。由于是每一层的制造都是二维制造,所以没有造型上的限制。即使是物体内的复杂造型与管线,对3D打印来说并不构成困难。
因此,3D金属打印给模具产业带来了重大的价值——不论是多少直径的模具水路,或是一般车床难以施作的内角加工,金属3D打印皆可轻易达成。更棒的是,即使异型水路的规划方式复杂,金属3D打印也可以一次性完成模具本体与异型水路的制造。
随形水路,只是众多3D打印美妙产物中的一员小将。相信未来3D打印与模具制造还会碰撞出更多火花。
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