通過3D打印快速原型技術(shù)可迅速驗證產(chǎn)品的可行性

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80年代后，隨著計算機(jī)輔助設(shè)計的應(yīng)用，產(chǎn)品造型和設(shè)計能力得到極大提高，然而在產(chǎn)品設(shè)計完成后，批量生產(chǎn)前，必須制出樣品以表達(dá)設(shè)計構(gòu)想，快速獲取產(chǎn)品設(shè)計的反饋信息，并對產(chǎn)品設(shè)計的可行性作出評估、論證。

在市場競爭日趨激烈的今天，時間就是效益。為了提高產(chǎn)品市場競爭力，從產(chǎn)品開發(fā)到批量投產(chǎn)的整個過程都迫切要求降低成本和提高速度。快速原型技術(shù)的出現(xiàn)，為這一問題的解決提供了有效途徑，倍受國內(nèi)外重視。而傳統(tǒng)的快速原型制造方式還是要花費不少時間和費用，但隨著3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，快速原型制造的方式大大縮短了工期。

在生產(chǎn)塑料零部件行業(yè)，對于塑料產(chǎn)品來說，3D打印原型產(chǎn)品的功能性與注塑模具生產(chǎn)的塑料產(chǎn)品不完全一致，所以塑料產(chǎn)品制造商往往需要在產(chǎn)品正式投入大批量注塑生產(chǎn)之前，生產(chǎn)小批量的注塑件做進(jìn)一步的產(chǎn)品驗證。

在這種情況下，如果通過金屬注塑模具來生產(chǎn)小批量注塑件，則會產(chǎn)生高昂的成本，以及等待較長的金屬模具制造周期。或許用3D打印的塑料模具進(jìn)行小批量注塑可以解決這些問題。本期，將與網(wǎng)友分享一個3D打印注塑模具的視頻和案例，看一下小批量注塑件生產(chǎn)的成本和交期問題能不能得到解決。

縮減成本和生產(chǎn)周期

首先我們通過一段視頻來了解一下3D打印注塑模具和使用該模具進(jìn)行零部件注塑生產(chǎn)的過程。

視頻中需要進(jìn)行注塑生產(chǎn)的產(chǎn)品是一個推進(jìn)器。

3D打印注塑模具的材料：ABS 塑料;

打印時間：22小時

注塑機(jī)：Arburg （70噸）

推進(jìn)器的注塑材料：POM，又名聚甲醛樹脂、POM塑料、賽鋼…

注塑溫度：210攝氏度

注塑壓力：300 bar

夾持壓力: 100 bar

夾持時間：8 秒

注塑量：65 cc

冷卻時間：30秒

與金屬模具相比的成本情況：

相比鋁制模具，下降43%；相比鋼制模具下降72%

接下來，我們看一下德國Seuffer 公司使用同樣的技術(shù)注塑生產(chǎn)塑料零部件的案例。

Seuffer 是一家德國的汽車電子和家用電器制造商，如車燈開關(guān)、換擋器等，他們每年生產(chǎn)1200萬-1500萬個塑料零部件。

在產(chǎn)品研發(fā)過中，Seuffer 公司不僅使用3D打印機(jī)制造產(chǎn)品原型，還利用3D打印機(jī)制造塑料的注塑模具，用于小批量塑料零部件的注塑生產(chǎn)。

這種方式，讓Seuffer的生產(chǎn)成本顯著下降，交期顯著縮短。接下來，我們看一看3D打印模具給Seuffer 公司帶來的具體影響。

Seuffer 公司將制造金屬模具和3D打印模具時產(chǎn)生的成本和交期進(jìn)行了對比，從下圖中我們可以看出兩組數(shù)據(jù)之間的明顯差異：

交期：傳統(tǒng)模具交期為56天，成本為4萬歐元；3D打印模具交期為2天，成本為1000歐元。相比傳統(tǒng)模具，3D打印模具的交期縮短了90%，成本下降了97.5%

案例中展示的ABS 材料并不是唯一可以制造3D打印注塑模具的材料，通過SLA 3D打印技術(shù)，光敏樹脂材料也可以用來制造3D打印注塑模具，進(jìn)行小批量注塑件的生產(chǎn)。

目前世界上投入應(yīng)用的快速成形的方法有十多種，主要包括光敏液相固化法(SLA-StereoLithgraphyApparatus)、分層實體制造(LOM—Laminated Object Manufacturing)、選擇性激光燒結(jié)(SLS—SelectiveLaser  Sintering)、熔化沉積制造(FDM—Fused Deposition Modeling)、固基光敏液相(SGC—Solid GroundCuring)等方法。

本文部分內(nèi)容來源于3d科學(xué)谷

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