3D打印對模具行業(yè)的影響

2017-04-11 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網

什么是3D打印?

3D打印(3DP)即快速成型技術的一種,它是一種以數(shù)字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。

3D打印技術原理:3D打印技術出現(xiàn)在20世紀90年代中期,3D打印機是基于于快速成型技術(Rapid Prototyping)的,以MIT最早發(fā)明的光固化成型原理的三維打印機為代表。3D打印技術與普通打印機工作原理基本相同,只是打印的耗材由傳統(tǒng)的墨水、紙張轉變?yōu)槟z水和粉末。精度越高能夠添加的材料越多,3D打印機價格就越貴,與電腦連接后,通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來,最終把計算機上的三維數(shù)模變成實物。

3D打印機的操作步驟較為簡單,只需要將建好的三維模型輸入到3D打印機的電腦中就能進行打印了。3D打印機的旁邊有電腦機箱相連,一個機箱是運行三維建模軟件用,另一個則是連接3D打印機所用。3D打印機支持多種建模軟件,如Solidworks、Pro-e、UG、Maya、3Ds Max等。

3D打印的優(yōu)勢很明顯:可免除制造刀具、夾具和模具的過程,直接進行產品加工,解決了生產工藝難以解決的問題,還節(jié)約材料、縮短時間。那么,這種輸入產品三維造型,就能打印出實物。

3D打印能否替代模具行業(yè)?

面對3D打印行業(yè)發(fā)展趨勢,不少人擔憂3D打印將直接取代模具制造業(yè)。作者認為短期內3D打印短時間內不會完全取代模具制造業(yè)的地位。 3D打印目前并不適合批量生產,生產1件和生產1萬件的成本單價基本接近,而且3D打印需要的時間也較長。規(guī)模經濟效應則使得模具在大批量生產中占據(jù)明顯優(yōu)勢。材料性能差,強度,剛度,機械加工性等都遠不如傳統(tǒng)加工方式。這個是快速成型的材料和原理決定的。目前主要用于做非功能性零件,現(xiàn)在雖然有一些新的金屬快速成型技術和快速成型技術和傳統(tǒng)加工比如鑄造的結合,提高了材料性能,但是如果要勝任大部分機械用途,比如要承力,傳遞扭矩等和進一步機加工的話,還需要革命性的突破。加工精度低,且表面質量差,所以往往成型完還要進行后處理。

相比于3D打印來說,模具制造的工藝流程需要經過審圖、模架加工、模芯加工、電極加工、模具零件加工、檢驗裝備、飛模之后才能進行生產,工藝流程要復雜的多。而3D打印經過建模軟件建模后,再截圖“切片”給打印機讀取橫截圖信息即可進行打印生產。

而且模具制造企業(yè)的生產時間要比3D打印的生產時間要少得多。盡管模具生產的前期準備比較多,但一旦萬事俱備,僅需幾秒鐘就可以生產出一個產品,但現(xiàn)階段的3D打印機卻需要3個小時乃至更長的時間才能生產出一件產品。所以,現(xiàn)階段3D打印很難在批量化生產環(huán)節(jié)中取代模具制造業(yè)。

但正如蘋果公司取代諾基亞,平板電腦取代紙質書本,電動汽車取代傳統(tǒng)能源汽車,科技的進步基本上是不可逆轉的?，F(xiàn)在技術不成熟不代表未來技術不會取得突破和進步,現(xiàn)在不會取代不代表以后不會取代。目前,國內的3D打印已經在家電及電子消費品、建筑、教育、模具檢測、醫(yī)療及牙科正畸、文化創(chuàng)意及文物修復、汽車及其他交通工具、航空航天等領域實現(xiàn)了應用。從長遠來看,隨著3D打印技術的發(fā)展,未來打印效率的提高及成本的降低,短時間的時間,3D打印還沒有成為氣候,但隨著科技的進步,和技術的成熟,3D打印對模具影響會越來越大。

作者作為一個模具行業(yè)從業(yè)者角度覺得,未來雖然二者存在相似性,但未必一定是生死存亡的關系。3D打印技術的成熟,反而可以為模具制造企業(yè)所用,企業(yè)利用3D打印技術生產低效益的產品,而將模具制造技術用于生產附加值高、精密制造的產品, 高端的裝備制造業(yè),航空航天,醫(yī)療等行業(yè)。

作為一個模具設計人員乃至制造人員,面對日新月異的技術進步,科技的發(fā)展,如果固步自封,老是用著自己很多年積累的模具經驗,完全對新技術很排斥反感。那么被淘汰也是必然的事情,如果平時工作學習中多了解多學習3D打印設計與制造的技術,不但適應傳統(tǒng)的加工制造領域,還可以使用3D打印設備進行設計和制造,這樣可以實現(xiàn)雙贏多贏的結果,豈不也是一件好事。

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