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News 金属加工

看3D打印如何引领模具行业

日期: 2018-02-02
来源: 多元视角

模具行业在过去的几十年间已经发展成为一个成熟稳定的行业;而新的成型技术和加工技术的不断涌现,也在改变着模具行业的面貌;尤其以3d打印技术的出现,不断在刷新着速度,而模具行业也会在这个潮流中改变着自身。

看3D打印如何引领模具行业

模具行业的现状

据所成型的材料的不同,模具可分为金属模具和非金属模具,其中金属模具主要有铸造模具和冲压模具,非金属模具主要是塑料模具。塑料模具和冲压模具是主要的模具品种,塑料模具主要用于塑料制品的压制成型,冲压模具主要是用于金属材料的冷冲压成型。模具是零件成形过程的重要工艺装备,是汽车摩托车、电机电器、IT电子、OA办公设备、交通设施、建材卫浴、医疗器械等制造业的重要基础装备。由于用模具成形的产品精度高、一致性好、外形美观,因此,越来越多地用于飞机、船舶和高速列车等设备的结构和内饰件制造中。加之生产过程可实现高效、大批量并节材、节能,所以模具也常被人们誉为现代工业生产之母。


由于模具在制造业中的重要作用,模具的设计和制造已经成为制造业的一个重要领域,模具制造业也因此一直受到世界各工业发达国家的关注和重视。由于模具自身的特点,现代模具企业大多体现出技术密集、资金密集和高素质劳动力密集以及高社会效益的特点,模具制造业已成为高新技术制造产业的一部分。模具技术水平,已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。


受金融危机的影响,同时国内存在着大量的模具厂,彼此的竞争加剧,也不断减少着模具带来的利润,各项支出的增加和人力成本的上升,都在影响着模具行业的发展。另外随着人口老龄化加剧,在以后的发展中,模具关键人才有不断缺失的可能性。


3D打印的应用

制造业中的模具行业是一个基本跨越制造业全产业链的行业,它与制造业的各个分支都有密切关联。在更加智能和互联时代,制造和模具是高度依存的,我们生活中的无数产品都要通过模制(注射、吹塑和硅胶)或铸模(熔模、翻砂和旋压)来制造。无论什么应用,制造模具都能在提高效率和利润的同时保证质量。数控加工是在制造模具时最实用和常用的技术。它有能够提供高度可靠的结果,但同时也非常昂贵和费时,也制约着模具行业的发展,所以很多模具制造企业也开始寻找更加有效的替代方式。而通过增材制造(ALM,即3D打印)制作模具就成了一个极具吸引力的方法,因为模具一般都属于小批量生产且形状都比较复杂,很适合3D打印来完成。因此,3D普及已经给模具行业带来了极大冲击,而一旦3D打印材料的不断研发出现,出现更合适打印模具部件的材料,及3D打印技术的不断进步,精度和准确度更高的提高,及可能颠覆模具行业的现状。


3D打印的优势

1.模具设计改进终端产品提供了更多的柔性。3D打印却可以在不断产品模型的测试中,添加新的功能,完善产品,同时增加产品多样性而不增加成本。

2.制造成本降低。当使用的材料非常昂贵,而传统的模具制造导致材料报废率很高的情况下,3D打印具有成本优势;3D打印在短时间内制造出精确模具的能力也会对制造流程和利润产生积极的影响;有时经常会出现生产开始后还要修改模具的情况。3D打印的灵活性使工程师能够同时尝试无数次的迭代,并可以减少因模具设计修改引起的前期成本。

3.模具生产周期缩短。3D打印模具缩短了整个产品开发周期,并成为驱动创新的源头,使企业能够承受得起模具更加频繁的更换和改善。它能够使模具设计周期跟得上产品设计周期的步伐。

4.优化工具更符合人和物的特性。随着3D打印技术的应用,企业可以随时对任何工具进行翻新,而不仅限于那些已经报废和不符合要求的工具。由于需要很小的时间和初始成本,3D打印使得对工具进行优化以获得更好的边际性能变得更加经济。于是技术人员可以在设计的时候更多地考虑人体工学,以提高其操作舒适性、减少处理时间,以及更加方便易用、易于储存。

5.定制模具帮助实现最终产品的定制化。更短的生产周期、制造更为复杂的几何形状,以及降低最终制造成本的能力,使得企业能够制造大量的个性化工具来支持定制部件的制造。3D打印模具非常利于定制化生产,比如医疗设备和医疗行业。


例如医疗行业,现在的我们的组织及骨骼,牙齿模型,实现了生物组织活性的打印时,人体器官就可以打印了,你说我们现在的医疗手段会不会变化?


与3D打印的结合

目前,针对3D打印技术和传统加工技术存在的不足和优势,让他们相容互补时目前3D打印技术发展的方向。例如,企业在开发新产品时,可以用3D打印技术制造样品,传统制造技术进行批量生产。因为这样不仅可以去除传统模具制造先做模具,通过模具制造出样品,再进行多次修改,最后制作出满意的样品的步骤,还可以让传统的批量生产弥补3D打印速度慢、制作终端产品成本高的劣势,从而加快了产品上市的时间,提高了经济效率。


3D打印材料的研发,也应该分析工业材料生产方法并结合传统制造中速溶连接技术,开发出用于工业生产和3D打印的优质廉价材料;加工机械上的结合,3D打印机和数控机床的结合,制造出更高科技含量的机械,聚合更多的优势。


综上所述,在我国的3d打印技术,还是发展缓慢了些,而取代传统的模具制造也需要一段时间才能完成完成。这正好也是对模具行业的一个机会,可以趁此时间发展转型,同时抓住3D打印技术。传统模具行业可以从以下几个方面来做:


1.模具行业在努力发展自身的同时,可以培训自己的3D打印技术人才,让更多的关键岗位的职工掌握3D打印的系统知识;同时,要在一些产品造型开发、开样品、修改模型,分析产品性能方面可以不断的练习。

2.模具企业也要给自己员工培训危机意识,驱动他们自身的不断研究新技术、新方法,让3d打印更好地深入员工中。企业也要在能力足够时,购买使用的3d打印机,能更好地为自己服务。


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