數(shù)控加工是模具制造中最常用的技術(shù)。雖然它可以提供高度可靠的結(jié)果，但它也是非常昂貴和耗時的。因此許多模具制造企業(yè)也在尋找更有效的替代方式。

目前，3D打印和各種打印材料(塑料、橡膠、復(fù)合材料、金屬、蠟、砂)對汽車、航空航天、醫(yī)療等諸多行業(yè)帶來了極大的便利。許多企業(yè)在供應(yīng)鏈中集成了3D打印，這也包括模具制造。

據(jù)精速觀察，模具制造的以下幾個方面可以應(yīng)用到3D打印技術(shù)中：

成型(吹塑、LSR、RTV、EPS、注塑、紙漿模塑、可溶型芯、玻璃纖維模具等)

鑄模(熔模、砂模、旋壓等)

成形(熱成形、金屬液壓成形等)

機(jī)械加工、裝配和檢驗(固定夾具、移動夾具、組合夾具等)

機(jī)器人末端執(zhí)行器(夾持器)

具有3D打印的制造模具具有許多優(yōu)點：

1.模具生產(chǎn)周期縮短

2.制造成本降低

3.模具設(shè)計的改進(jìn)為最終產(chǎn)品增加了更多的功能

4.優(yōu)化工具更符合人體工程學(xué)，提高了最低性能。

三維打印技術(shù)的另一個優(yōu)點是，它被用來制作形狀跟隨冷卻模具。三維打印技術(shù)的自由設(shè)計和自由制造的優(yōu)點，突破了傳統(tǒng)模具加工的技術(shù)缺陷，能夠根據(jù)模具的形狀設(shè)計出具有形狀的冷卻通道。

圖中綠色部分為注射部分，藍(lán)色部分為保形冷卻通道

通過冷卻流道的應(yīng)用，大大提高了模具的冷卻效率。如果零件的噴射時間為10秒，則噴射時間可減少到6秒。

當(dāng)然，3D打印并不是一切。在此之前，“中國塑料機(jī)械網(wǎng)”分析了3D打印技術(shù)的局限性，并對其進(jìn)行了總結(jié)。

1.準(zhǔn)確度。如果三維打印模具精度不高，會在表面產(chǎn)生一層紋理，影響模具的使用。在后期，需要加工或噴砂來消除這些層，從而大大削弱了三維打印模具的速度優(yōu)勢。

2.3D打印材料不耐高溫。鋁模和鋼模通常需要加熱到260℃或更高。一套金屬模具可以生產(chǎn)上千個零件，沒有任何問題。如果使用光敏樹脂，3D打印材料，制造模具，高溫下的損壞非常迅速。在溫和的環(huán)境下，3D打印模具在使用100次內(nèi)就會失效。對于要求較高的工程材料，3D打印模具只能生產(chǎn)少量零件。冷卻系統(tǒng)可以在一定程度上加快生產(chǎn)速度，但不會顯著提高3D打印模具的使用壽命。

3.3D打印的成本不低。如果一個工業(yè)模具的成本是20000美元，那么一個類似的3D打印模具的成本是1000美元。然而，這種比較是不公平的。打印模具的成本評估通常只考慮材料消耗，不考慮人工、裝配等。例如，一家工廠的鋁模采用3D打印技術(shù)，每50到100種產(chǎn)品都需要重印，裝配機(jī)對新模具進(jìn)行測試。

另一方面，鋁模具通常在生產(chǎn)10000個零件后仍能正常使用。因此，在生產(chǎn)成本上，3D打印似乎并不比傳統(tǒng)的模具制造方法更具成本效益。

4.3D打印模具行業(yè)經(jīng)驗不足，缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在產(chǎn)品設(shè)計中，傳統(tǒng)注塑模制的原理已經(jīng)超過了一個世紀(jì)，整個行業(yè)進(jìn)行了更深入的研究，如一定角度必須大于或等于5度，以滿足大多數(shù)鋁模要求。然而，三維打印模具的塑料零件面臨著一些障礙，因此在安裝過程中需要格外小心和反復(fù)試驗。

5.3D打印模具難以批量生產(chǎn)。單件生產(chǎn)成本單價接近萬件生產(chǎn)成本單價，3D打印耗時較長。3D打印技術(shù)更適合小批量的生產(chǎn)，生產(chǎn)周期需要嚴(yán)密的模具生產(chǎn)，大規(guī)模生產(chǎn)主要由傳統(tǒng)模具制造。

因此，3D打印在短時間內(nèi)不會取代傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)。然而，沒有必要失望，3D打印小批量、定制、縮短開發(fā)周期等特點，在制造業(yè)中仍占有一席之地。如果3D打印與傳統(tǒng)制造相輔相成，相信它們可以發(fā)揮巨大的潛力。

在未來，3D打印注射模將是一個可靠的替代方案。如果模具需要長時間使用，一旦3D打印模具驗證了設(shè)計的合理性，下一步就是使用更多的永久性材料制作模具，如鋁或不銹鋼，因為塑料模具主要用于小批量生產(chǎn)。由于3D打印模具的設(shè)計與傳統(tǒng)模具的設(shè)計不同，因此在項目時間和預(yù)算中應(yīng)考慮一定數(shù)量的模具重新設(shè)計和試驗驗證。