模具制造-有工業(yè)的地方就有模具。無論是個性化定制的金銀首飾,抑或是批量生產(chǎn)的日常用品,都離不開模具,所以模具被譽為“工業(yè)之母”乃實至名歸。從古代的青銅鼎鑄造到現(xiàn)代的汽車生產(chǎn),模具涵蓋了各行業(yè)的眾多生產(chǎn)工藝,是一門既古老而又不斷與時俱進的行業(yè)。縱觀模具行業(yè)的發(fā)展歷程,從最初的純手工制作模具,到模具的機械加工,再到如今引入了數(shù)字化設(shè)計與自動控制的模具數(shù)控加工,模具在精度、難度不斷提高且生產(chǎn)周期不斷縮短的同時,純手工制作的工序在不斷減少。隨著3D打印、智能機床、高精度的三維測量設(shè)備、增強現(xiàn)實(AR)以及機器人等技術(shù)的日趨成熟,模具生產(chǎn)正朝著智能制造的方向發(fā)展。
在眾多的新技術(shù)中,最早應(yīng)用到模具行業(yè)的當(dāng)屬3D打印了。
在模具的設(shè)計、制作及維護三個主要環(huán)節(jié)中,都能找到3D打印的應(yīng)用案例。在模具設(shè)計開發(fā)之前,會有一個完整的產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)過程。引入3D打印輔助產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā),不但可以降低產(chǎn)品實樣的研制費用,而且大幅縮短了開發(fā)的周期。模具的優(yōu)勢在于大批量的產(chǎn)品生產(chǎn),但鑒于傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的制約,新產(chǎn)品推出市場前通常得先開模具。如果市場反應(yīng)良好,模具能投入到批量生產(chǎn),自然皆大歡喜;倘若市場反應(yīng)平平,新產(chǎn)品沒有批量生產(chǎn)的意義,那么前期開發(fā)的模具都將浪費。如果用3D打印機生產(chǎn)出小批量新產(chǎn)品探索市場,可節(jié)省前期模具的開發(fā)周期及費用,即便是用3D打印代替部分配件,也可節(jié)省一筆模具開發(fā)費用。然后根據(jù)市場反饋的信息,對反應(yīng)良好的產(chǎn)品進行改進后再開模生產(chǎn),有的放矢的效果并非打魚撒網(wǎng)所能及。模具設(shè)計的合理性直接影響到模具制作的精度、工藝以及使用壽命,對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具,用3D打印機將CAD軟件設(shè)計的模具構(gòu)件打印出來,通過實際的裝配進一步驗證結(jié)構(gòu)的合理性。
進入到模具制作的環(huán)節(jié),3D打印應(yīng)用就更廣了。對于尺寸精度要求高而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的塑料模,通常在正式開模前會先做一套試驗?zāi)。與正式模相比,試驗?zāi)5牟牧蠌姸鹊、而且結(jié)構(gòu)精簡,只需為正式模提供實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)以供驗證即可。盡管如此,試驗?zāi)5馁M用以及生產(chǎn)周期仍然可觀。借助3D打印技術(shù),將模腔以及抽芯等部件直接打印出來,再結(jié)合傳統(tǒng)的模具組立方式,可大幅降低模具的生產(chǎn)周期以及生產(chǎn)成本。以3D打印代替數(shù)控加工、電火花等多種加工工藝,使模具的加工與調(diào)試以及配件尺寸的調(diào)整變得相當(dāng)便捷。目前應(yīng)用在工業(yè)級小批量產(chǎn)品打印以及3D打印試驗塑料模中,Stratasys公司的Objet500 Connex3打印機配合Digital ABS材料是一個不錯的解決方案。
前面所講述的都是塑料3D打印的應(yīng)用,在正式模具的制作中,還會用到金屬3D打印的工藝。在塑料模具中,冷卻是其中一個很重要的工藝環(huán)節(jié),合理的冷卻系統(tǒng)可在確保塑料件尺寸精度高、產(chǎn)品變形小的前提下,盡量縮短產(chǎn)品的注塑時間,以提高生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)的工藝是在模具型腔板與行位(抽芯滑塊)上通過鉆孔、堵孔等方式加工出一個直線框式的運水系統(tǒng)。此法雖然可以借助銑床、搖臂鉆床等設(shè)備加工出來,但運水系統(tǒng)往往與產(chǎn)品的形狀相去甚遠(yuǎn),造成冷卻不均勻,導(dǎo)致生產(chǎn)效率上不去。如__果根據(jù)產(chǎn)品的形狀設(shè)計出運水系統(tǒng),可使模具的冷卻更加均勻,縮短了產(chǎn)品的冷卻時間,提高其品質(zhì)與生產(chǎn)效率。這種冷卻結(jié)構(gòu)我們稱之為隨形冷卻系統(tǒng),由于內(nèi)部的運水管道彎彎曲曲,非常規(guī)方法所能加工,因此這類型腔板與行位需要用金屬3D打印機直接打印出來。從2016廣州國際模具展覽會上了解到,國內(nèi)某金屬3D打印公司報價為6 000元/kg,因此,目前金屬3D打印主要還是適用于精密模具的特殊零部件加工。 河南孚朗自動化技術(shù)有限公司坐落于國家級鄭州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū),是致力3D打印服務(wù)的高科技企業(yè)。立志為中國制造、中國創(chuàng)造、產(chǎn)業(yè)升級提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)平臺。公司擁有多臺國內(nèi)尖端的成型及加工設(shè)備,擁有一批從事快速成型專業(yè)人才,具有全面的專業(yè)知識,良好的協(xié)作和溝通能力,能深入準(zhǔn)確的把握客戶的產(chǎn)品設(shè)計,開發(fā)與制作要求,通過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髁鞒,結(jié)合長期的實踐經(jīng)驗,為客戶推出最優(yōu)質(zhì)的手板模型。
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