增材制造和注塑成型——生产生命周期的新愿景
目前，制造商对混合工艺非常感兴趣：将多种制造技术结合起来以实现否则很难（甚至不可能）实现的结果。这是增材制造从纯粹的原型工具转变为可行的生产技术的关键部分。虽然已经有很多关于 AM 将如何最终取代生产工作流程中传统的减法方法的文章，但目前的证据并不支持这一愿景。最近的增材制造创新和成功案例表明，实际上是开发有效的混合流程——以及利用它们的强大系统——将把增材制造作为生产生命周期的标准部分。
考虑通常使用注塑成型的项目（例如汽车零件）。多年来，最佳实践一直是在原型制作阶段使用增材制造技术，然后对最终生产零件使用注塑成型。这是一个合乎逻辑的系统——AM 意味着一次性原型可以快速交付，成本最低，而注塑成型在大规模生产开始时提供一致性、质量和成本效益。然而，这种方法也不是没有缺点。
金属模具的生产既昂贵又费时，生产通常需要大约六周时间，并且工具成本通常成为主要的持续费用。这使得它们在原型设计阶段使用起来不切实际，在这个阶段，零件通常会经历多次迭代，每次迭代都需要自己的模具。为了抵消这种限制，使用 3D 打印注塑模具生产零件正在逐渐普及。通过这种方式，可以在需要时以快速且具有成本效益的方式生产模具，提供与计划生产零件具有相同材料质量的原型。
这里的关键挑战是选择可提供注塑所需机械质量的可印刷材料。例如，塑料模具对热的反应非常不同，因此在项目的规划阶段考虑到这一点很重要，以避免翘曲。此外，塑料工具在使用后需要更长时间的冷却（最好使用空气），这必须考虑到整个项目时间表中。他们通常生产的零件也比钢制模具少，在它们变得无法使用之前交付大约 50 个零件。
因此，一旦开始大规模生产，金属模具是最实用的选择，尽管增材制造也为新工艺改进和成本节约提供了机会。 3D 金属打印技术（例如 DMLS）的兴起意味着金属模具也可以按照与工具版本相同的严格标准进行打印，而无需通常的等待时间——这是一个有吸引力的选择，适用于低产量、一次性零件、或需要在模具大量生产前进行测试的项目。
因此，这不仅仅是将 3D 打印机插入已建立的原型制作/生产周期的问题——需要建立全新的工作流程以实现最佳结果。然而，潜在的回报是巨大的，允许制造商在原型设计和生产中采用更快、更灵活的方法。可以使用将用于生产版本的完全相同的材料生产原型，从而可以识别错误并以更快的速度进行微调。这将迅速减少从原型到生产所需的时间。开始生产后，可以根据需要生产新模具，有助于降低存储成本并提高运营效率。
3D 打印模具的使用已经在一系列领域进行了探索，包括医疗（用于制造受非常严格规定的手术部件）和汽车（用于制造轮胎和其他汽车部件），尽管任何需要灵活创建零件的部门很容易从这种方法中受益。
这只是如何使用增材制造来补充而不是取代传统方法的一个例子。当它们作为管理良好的工作流程的一部分结合在一起时，它们各自的缺点就会得到缓解，而它们的优势就会增强。
3D打印