3D打印模具提示
注塑成型是世界上最流行的塑料零件制造工艺。使用耐用的金属模具,注塑成型可以在短时间内制造出数十万个单元。
而且成型并不昂贵。至少,将一粒材料注入模具中并非如此:这个过程快如闪电,而且颗粒是一种廉价的塑料形式。但是霉菌本身是 价格昂贵,其中大部分由优质金属制成,并通过手动或 CNC 加工制造。
对于原型和短期制造,专业模具可能远远超出公司的预算。即使是最实惠的铝制模具——通过快速模具制造——对于某些项目来说仍然过于昂贵。
以非常低的成本制造注塑件的一种方法是简单地 3D 打印模具。这些塑料模具不会持续很长时间,它们当然不能用于大规模制造,但它们适用于某些快速原型。
本文介绍了如何以及为什么可以使用 3D 打印来制造用于注塑成型的塑料模具。
为什么要使用 3D 打印模具?
3D 打印并未广泛用作模具制造工具。相反,它最常用于定制零件的快速原型制作和小批量生产。
然而,当注塑件的预算严格时,3D 打印提供了一些可能性。增材制造非常便宜,设置成本最低,可用于制造模具等一次性物品。
3D 打印模具的坚固性和耐用性远不如最脆弱的机加工金属模具,但它们对于某些由某些材料制成的原型来说已经足够了。
对于绝大多数情况,3ERP 建议使用 CNC 加工来创建注塑模具。
哪些行业使用 3D 打印模具?
一些行业相当频繁地使用 3D 打印进行模具制造,但并不经常用于注塑成型。
例如,珠宝商经常使用立体光刻 (SLA) 3D 打印机来协助熔模铸造过程。在 3D 打印出一件珠宝的模型后 ,珠宝商可以使用模型作为正面图案来制作模具。然后可以将 3D 打印模型烧掉,只留下模具,模具本身可以用来制作金属首饰。
牙科 工业界以类似的方式使用 3D 打印机。牙科专业人员现在可以生成患者牙齿的 3D 模型,然后使用 3D 打印机创建这些牙齿的逆模型。然后,该打印模型可以用作模具,并可用于使用柔软、医学上安全的材料制作患者专用的牙齿矫正器和保持器。
什么样的 3D 打印机最适合制作模具?
FDM 3D 打印机——最常见的桌面 3D 打印机——并不特别适合制作模具。这是因为 FDM 打印部件通常具有带有层线的粗糙表面。
用于模具制造的更好的增材制造技术包括材料喷射 3D 打印和立体光刻 3D打印。
这两种技术都提供了高水平的细节和准确性,以及良好的表面光洁度,有助于在注射过程中顺畅的材料流动。
用于模具的 3D 打印材料
一系列可 3D 打印的塑料可用于制造注塑模具。但是,材料必须具有足够高的耐温性 即使在将熔融塑料注入其中时也能保持其形状。
注塑塑料的熔化温度越高,模具的热变形温度就需要越高。
对于材料喷射,一种广泛使用的模具制造材料是 Stratasys Digital ABS ,其热变形温度高达 95°C。 Stratasys 表示,这种材料“非常适合用于快速原型制作用于高温或低温的卡扣零件、具有多种材料多功能性和灵活性的功能设计、模具、制造工具、电气零件等。”
对于 SLA,一种常见的模具制造材料是 Formlabs 高温树脂 . Formlabs 表示:“透明树脂和高温树脂均可用于打印小型功能性模具,高温树脂可与更广泛的热塑性熔体温度兼容……高温树脂相对较高的刚度意味着模具在移除模具时不会变形部分。”
设计 3D 打印模具
在设计 3D 打印模具时,重要的是要考虑两件事:设计是否能很好地打印出来,以及当将熔融塑料注入其中时,打印的模具是否能正常工作。
对于印刷良好的模具:
- 保持模具外部的支撑结构,远离模具型腔。这可确保因移除支撑而导致的缺陷不会出现在成型零件上。
- 以最低层高以最高分辨率打印,以减少对弯曲特征的阶梯效应。
- 安装通风口以减少空气滞留和气泡的可能性。
有效成型:
- 始终保持厚度一致的薄壁。
- 添加拔模角度以方便零件顶出。
- 合并半径;没有锋利的边缘或角落。
有关更多设计技巧,请阅读我们的立体光刻 3D 打印设计技巧。然后阅读我们的注塑成型零件设计指南。
有框还是无框?
延长 3D 打印模具使用寿命的一个好方法是使用铝框 .打印好的模具放置在金属框架内,保护较脆弱的塑料模具免受注塑机喷嘴产生的压力和热量的影响。
由于模具紧贴在铝制框架内,因此在重复注射后也可以防止翘曲。此外,框架包含一个通道,将注塑喷嘴连接到打印模具的浇口,无需喷嘴和模具直接接触。
铝制框架比放置在其中的 3D 打印模具更耐用。这意味着制造商可以将一个铝框架用于多个不同的模具,而这些模具又可以用于生产多个模制单元。
可以使用没有框架的打印模具,但这需要更多的 3D 打印材料,并且模具更容易翘曲。
替代方法
对于使用 SLA 或材料喷射 3D 打印机的企业来说,使用 3D 打印模具进行注塑成型可能是一个不错的选择。
然而,通过真空铸造也可以实现小批量的模制塑料部件。真空铸造使用廉价的硅胶模具来快速制造塑料原型。与3D打印模具一样,硅胶模具的使用寿命也很短。
真空铸造可能更可取,因为它可以生产出表面极其光滑的成型零件。
3ERP 是一家经验丰富的制造服务提供商,例如 3D 打印、注塑成型、CNC 加工和真空铸造。联系我们获取免费报价。
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