未來(lái)，模具制造業必将被3D打印行業取代
模具制造業是一(yī)個(gè)跨度最大的行業，它與工業生(shēng)産制造的各個(gè)領域都有緊密的聯系。在現(xiàn)代社會，産品制造和模具是高度依存的，無數産品的部件都要通過模制(注射、吹塑和矽膠)或鑄模(熔模、翻砂和旋壓)來(lái)制造。無論什(shén)麽應用，制造模具都能(néng)在提高效率和利潤的同時(shí)保證質量。
而數控機床（CNC）加工是在制造模具時(shí)最常用的技術，雖然它能(néng)夠提供高度可靠的結果，但(dàn)同時(shí)也(yě)非常昂貴和費時(shí)。所以很多模具制造企業也(yě)開始尋找更加有效的替代方式。而通過增材層制造制作(zuò)模具也(yě)就(jiù)成了(le)一(yī)個(gè)更加具有吸引力的方法，特别是因為(wèi)模具一(yī)般都屬于小批量生(shēng)産而且形狀都比較複雜，很适合3D打印來(lái)完成。
目前，3D打印已經逐步應用于模型制作(zuò)，手闆和模具制作(zuò)等領域。雖然貴為(wèi)本世紀的前沿科技之一(yī)，但(dàn)其真實面臨的困境不容小觑。據業内分(fēn)析，3D打印目前在許多行業存在同樣的問題：首先，3D打印的成本目前還比較高;其次，同樣價位上(shàng)，3D打印對比傳統模型精度要差很多。等到3D打印成熟和普及的時(shí)候，沖擊才會形成。除了(le)以上(shàng)兩大劣勢，3D打印的材料實現(xiàn)不了(le)其它材料--哪怕是注塑，的強度、韌性等性能(néng)。目前在應用方面，還是有很大的局限性。
那麽模具制造能(néng)夠從3D打印技術上(shàng)得到什(shén)麽好(hǎo)(hǎo)處嗎(ma)?
其實模具制造的以下(xià)幾個(gè)環節是能(néng)夠用到3D打印技術的：
1)成型(吹塑、LSR、RTV、EPS、注塑、紙漿模具、可溶性模芯、玻璃鋼模具等等)
2)鑄模(熔模、砂模、旋壓等...)
3)成型(熱成型，金(jīn)屬液壓成型等...)
4)機械加工、裝配和檢驗(固定夾具、移動夾具、模塊化(huà)夾具等...)
5)機器(qì)人(rén)末端執行器(qì)(夾手)
用3D打印制造模具有許多優點：
1)模具生(shēng)産周期縮短
3D打印模具縮短了(le)整個(gè)産品開發周期，并成為(wèi)驅動創新(xīn)的源頭。在以往，由于考慮到還需要投入大量資金(jīn)制造新(xīn)的模具，公司有時(shí)會選擇推遲或放(fàng)棄産品的設計更新(xīn)。通過降低(dī)模具的生(shēng)産準備時(shí)間(jiān)，以及使現(xiàn)有的設計工具能(néng)夠快(kuài)速更新(xīn)，3D打印使企業能(néng)夠承受得起模具更加頻繁的更換和改善。它能(néng)夠使模具設計周期，跟得上(shàng)産品設計周期的步伐。
此外，有的公司自己采購(gòu)了(le)3D打印設備以制造模具，這(zhè)樣就(jiù)進一(yī)步加快(kuài)了(le)産品開發的速度，提高了(le)靈活性/适應性。在戰略上(shàng)，它提升了(le)供應鏈禦防延長期限和開發停滞風(fēng)險的能(néng)力，比如(rú)從供應商(shāng)那裏獲得不合适的模具。
2)制造成本降低(dī)
如(rú)果說(shuō)當下(xià)金(jīn)屬3D打印的成本要高于傳統的金(jīn)屬制造工藝的成本，那麽成本的削減在塑料制品領域更容易實現(xiàn)。
金(jīn)屬3D打印的模具在一(yī)些(xiē)小的、不連續的系列終端産品生(shēng)産上(shàng)具有經濟優勢(因為(wèi)這(zhè)些(xiē)産品的固定費用很難攤銷)，或者針對某些(xiē)特定的幾何形狀(專門為(wèi)3D打印優化(huà)的)更有經濟優勢。尤其是當使用的材料非常昂貴，而傳統的模具制造導緻材料報(bào)廢率很高的情況下(xià)3D打印具有成本優勢。
此外，3D打印在幾個(gè)小時(shí)内制造出精确模具的能(néng)力也(yě)會對制造流程和利潤産生(shēng)積極的影響。尤其是當生(shēng)産停機和/或模具庫存十分(fēn)昂貴的時(shí)候。
最後，有時(shí)經常會出現(xiàn)生(shēng)産開始後還要修改模具的情況。3D打印的靈活性使工程師能(néng)夠同時(shí)嘗試無數次的叠代，并可以減少因模具設計修改引起的前期成本。
3)模具設計的改進為(wèi)終端産品增加了(le)更多的功能(néng)性。
通常，金(jīn)屬3D打印的特殊冶金(jīn)方式能(néng)夠改善金(jīn)屬微觀結構并能(néng)産生(shēng)完全緻密的打印部件，與那些(xiē)鍛造或鑄造的材料(取決于熱處理(lǐ)和測試方向)相比其機械和物理(lǐ)性能(néng)一(yī)樣或更好(hǎo)(hǎo)。增材制造為(wèi)工程師帶來(lái)了(le)無限的選擇以改進模具的設計。當目标部件由幾個(gè)子(zǐ)部件組成時(shí)，3D打印具有整合設計，并減少零部件數量的能(néng)力。這(zhè)樣就(jiù)簡化(huà)了(le)産品組裝過程，并減少了(le)公差。
此外，它能(néng)夠整合複雜的産品功能(néng)，使高功能(néng)性的終端産品制造速度更快(kuài)、産品德缺陷更少。例如(rú)，注塑件的總體(tǐ)質量要受到注入材料和流經工裝夾具的冷卻流體(tǐ)之間(jiān)熱傳遞狀況的影響。如(rú)果用傳統技術來(lái)制造的話(huà)，引導冷卻材料的通道通常是直的，從而在模制部件中産生(shēng)較慢(màn)的和不均勻的冷卻效果。
而3D打印可以實現(xiàn)任意形狀的冷卻通道，以确保實現(xiàn)随形的冷卻，更加優化(huà)且均勻，最終導緻更高質量的零件和較低(dī)的廢品率。此外，更快(kuài)的除熱顯著減少了(le)注塑的周期，因為(wèi)一(yī)般來(lái)說(shuō)冷卻時(shí)間(jiān)最高可占整個(gè)注塑周期的70%。
4)優化(huà)工具更符合人(rén)體(tǐ)工學和提升最低(dī)性能(néng)
3D打印降低(dī)了(le)驗證新(xīn)工具(它能(néng)夠解決在制造過程中未能(néng)滿足的需求)的門檻，從而能(néng)夠在制造中投入更多移動夾具和固定夾具。傳統上(shàng)，由于重新(xīn)設計和制造它們需要相當的費用和精力，所以工具的設計和相應的裝置總是盡可能(néng)地使用更長的時(shí)間(jiān)。随着3D打印技術的應用，企業可以随時(shí)對任何工具進行翻新(xīn)，而不僅限于那些(xiē)已經報(bào)廢和不符合要求的工具。
由于需要很小的時(shí)間(jiān)和初始成本，3D打印使得對工具進行優化(huà)以獲得更好(hǎo)(hǎo)的邊際性能(néng)變得更加經濟。于是技術人(rén)員(yuán)可以在設計的時(shí)候更多地考慮人(rén)體(tǐ)工學，以提高其操作(zuò)舒适性、減少處理(lǐ)時(shí)間(jiān)，以及更加方便易用易于儲存。雖然這(zhè)樣做有可能(néng)隻是減少了(le)幾秒(miǎo)鍾的裝配操作(zuò)時(shí)間(jiān)，但(dàn)是架不住積少成多。此外優化(huà)工具設計，也(yě)可以減少零件的廢品率。
5)定制模具幫助實現(xiàn)最終産品的定制化(huà)
更短的生(shēng)産周期、制造更為(wèi)複雜幾何形狀、以及降低(dī)最終制造成本的能(néng)力，使得企業能(néng)夠制造大量的個(gè)性化(huà)工具來(lái)支持定制部件的制造。3D打印模具非常利于定制化(huà)生(shēng)産，比如(rú)醫(yī)療設備和醫(yī)療行業。它能(néng)夠為(wèi)外科醫(yī)生(shēng)提供3D打印的個(gè)性化(huà)器(qì)械，如(rú)外科手術導闆和工具，使他們能(néng)夠改善手術效果，減少手術時(shí)間(jiān)。
那麽3D打印會取代模具制造業嗎(ma)?
據前瞻産業研究院發布的《2015-2020年中國3D打印産業市(shì)場(chǎng)需求與投資潛力分(fēn)析報(bào)告》，2010年時(shí)全球3D打印産業的市(shì)場(chǎng)規模接近13.25億美元，2011年這(zhè)一(yī)數字增長至17.14億美元，但(dàn)到2013年這(zhè)一(yī)數字直接飙升至40億美元，同比2012年的22.04億上(shàng)漲了(le)81.49%。
面對3D打印行業發展趨勢，我們相信，未來(lái)，模具制造業必将被3D打印行業取代。
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