3D打印技术在模具设计制造领域的应用

3D打印技术在模具设计制造领域的应用
何㊀蔚
摘㊀要:科技的发展给许多行业都带来了新挑战与新机遇㊂随着3D打印技术的出现,传统制造工业受到了相当大的冲击㊂但同时,3D打印技术也给模具设计制造行业指引了新的发展方向㊂文章将基于3D打印技术发展现状,分析将其应用于模具设计制造领域的优势与限制,并对3D打印技术的在模具制造领域的发展前景进行分析㊂
关键词:3D打印技术;模具设计;模具制造
一㊁3D打印技术
3D打印技术也被称之为 增材制造 技术,它是一种建立在激光技术㊁CAD技术㊁计算机技术㊁新材料技术之上的合成技术㊂传统的打印是平面印刷技术,而3D打印技术,顾名思义,是能够直接进行三维物体打印的新技术㊂它通过喷头在工作台上将材料进行堆叠累计,最终形成三维实体的构造,实现3D
打印㊂传统的 去材料加工 制造工艺具有人工成本高㊁耗时较长㊁操作复杂的特点,但3D打印技术的应用能够很大的改变制造业现状,这是由该技术的工作原理造就的㊂
3D打印技术的工作原理可分为软件建模㊁3D模型分层
与模型打印三个部分㊂
(一)软件建模
在该技术的应用中,打印模型的第一步就是由工作人员通过三维造型软件根据产品需求在电脑上进行建模㊂模型打印的基础就是3D数字模型㊂模型成品的质量与模型质量具有密切的联系㊂
(二)3D模型分层
在此过程中,技术人员将电脑模型中的三维数据转化为二维数据,其工作实质就是将模型沿着同一个角度的平面进行切片并进行记录存档㊂切片的精细度与模型成品的精细度也直接相关㊂
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(三)模型打印
在经过建模与分层后,制造模型的最后一步便是打印㊂技术人员通过前面两个步骤得到的数据将打印所需的材料通过合理的方式组合在一起,并通过打印及其将材料进行堆叠,最终形成三维模型㊂
二㊁我国模具设计与制造发展现状
在3D打印技术出现之前,我国的模具制造行业一直使用着传统的制造工艺,且制造水平不高,与制造业发达国家的水平相差较大㊂制造工艺的落后以及材料的限制使得我国模具的产量规模较低,且使用寿命也较低㊂相比于国外在相关方面的先进技术,我国的模具制造行业与3D打印技术的结合仍旧较为落后㊂模具行业是制造工业基础,与整体制造行业的发展具有十分密切的关联㊂因此,大力发展模具制造业以及3D打印技术具有十分重要的意义㊂我国应该不断在该方面进行深入研究与突破,使得我国的模具发展以及工业发展能够取得更好的成效㊂
太阳能沼气三㊁3D打印技术应用于模具设计制造领域的价值(一)缩短生产周期
传统的模具制造需要经过设计环节㊁验证环节以及复杂的修改环节㊂而通过3D打印技术进行生产,能够直接通过计算机将模型转化为实际的三维实体,省去了中间的许多试样生产环节㊂这使得模具制造工艺链中能够节省许多中间环节所需的时间,大大缩短生产周期㊂同时,由于该技术初期是用计算机模拟进行建模,此过程中若产品出现设计问题,也非常便于修改,使得生产厂家能够及时的根据市场需求对模型进行调整㊂
(二)降低制造成本
在传统的模具制造行业中,运用一些较为昂贵的材料进行模具设计与制造时,通常会产生较高的废品率㊂3D打印技术通过计算机进行三维模型的建立,在电子模型建立后,设计人员以及甲方能够非常灵活㊁便捷地对模型进行修改,能够很大程度地避免模具生产过程中在设计环节的材料浪费㊂同时,3D打印技术通过建模数据对模型进行精细打印,有效地避免了传统的模型制造中通过逐层减少制造模型产生的材料浪费,这也能够较大的节省材料成本㊂(三)为模型制造提供更多的可能性
3D打印技术能够基于计算机模型生成任何人们所需的模型,这使得在模型制造过程中,人们能够更灵活㊁便捷的尝试新材料在模型制造行业中的应用,有助于我国模型制造行业的多元化发展㊂同时,3D打印技术也能够使模型设计人员避开烦琐的修改设计㊁更换设计环节,拥有更多的精力对设计进行优化,如模型的承重受力㊁新材料探索等,这能够有效地推进我国模型制造行业向前发展㊂由于该技术的设计灵活性以及制造高效性,这使得更多的企业能够用较低的成本㊁较短的时间对所需产品进行定制,能够极大的推动定制产品㊁个性产品的工业化发展㊂
四㊁3D打印技术的局限性
(一)材料选择较为单一且较为昂贵
模具的材料对模具的性能及使用寿命有极大的影响㊂在目前的3D打印技术中模具材料的选择面较窄,同时一些常用模具难以进行3D打印,该类材料在经过3D打印后会出现明显的变形,这使3D
打印技术的使用与推广受到了较大的限制㊂
(二)打印精确度有待提高
3D打印技术进行模具打印时需要通过计算机建模形成的切片数据进行实物打印㊂模型切断的精细度决定了打印实物的精密度㊂但机器在进行打印时,若切片过于精细,则会使得模型打印极为缓慢,这不符合当下工业发展中精密㊁高效的生产原则,这也是限制3D打印技术推广开来的重要原因㊂
迷魂阵捕鱼(三)难以进行大体积模具的制作
当前,3D打印技术发展依旧不够成熟㊂受限于打印仪器的发展,当前国际上最大3D打印设备也只有1.8米∗1.8米的大小,这使得很多大型模具的制造难以通过这些工作体积较小的仪器实现㊂
五㊁3D打印技术的发展前景
3D打印技术在一开始推出的时候,引起了社会的广泛讨论㊂尤其是在制造行业,许多人开始畅想通过3D打印技术替换人工指导的生产场景㊂但在随后的一系列应用实践及技术研究中,人们很快发现3D打印技术虽然具有较多的优点,但在应用于实践生产中也具有较大的局限性,例如其打印精度与效率难以兼得,以及它的体积限制㊁材料限制等㊂这些较大的缺点使得许多人逐渐对3D打印技术失去兴趣㊂当3D打印技术解决了打印体积限制以及材料限制㊁精度限制后,该技术必然在工业制造中
得到推广,甚至可能引领制造业发展㊂
六㊁结语
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自组网电台综上所述,3D打印技术是模具设计与制造行业一个新的发展方向,值得从业者对其进行研究与探索㊂
参考文献:
[1]吕孟春,周美容.3D打印技术在模具制造中的应用[J].山
东工业技术,2017(21):127.
[2]陈隆波.3D打印技术在模具行业中的应用现状[J].南方农机,2018,49(11):9,15.
宝商集团陕西辰济药业有限公司作者简介:
何蔚,泰州市创新电子有限公司㊂
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