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3D打印与开模的优劣比较(下)

使用3D打印模具的一大原因是其成本低。生产级别机加工模具厂成本一般是20000美元甚至更多,而3D打印模具的生产成本只有1000美元。但是这个类比并不准确,打印模具成本的评估通常只考虑材料消耗,并没有考虑人工、装配与安装、喷射系统和模具本身。比如ProtoLabs的铝模具花费1500美元可以用于生产。如果需要生产更多的零件,采用3D打印模具,每生产50-100个产品就需要重新打印、装配机测试新的模具。另一方面,不考虑所用的塑料,铝模具通常在生产10000个零件之后任然服侍良好。因此,在生产成本上,3D打印并不一定比传统模具制造方法更能节省成本。

3D打印

另外,在产品设计上,传统注塑模具制造的原则及实践已经有超过一个世纪的历史,行业对其研究比较透彻,比如拔模斜角必须大于等于5度,以满足大部分铝模要求。3D打印模具注塑塑料零件却面临挑战,对塑料模具顶针的数量与安装位置需要额外小心。在增加模腔壁厚和降压力方面,3D打印模具(尤其是高温注塑)在某种程度上更为灵活。浇口的设计也不同,应当避免使用隧道式和点状浇口。直接浇口、扇形浇口、翼形浇口应该增加到正常尺度的三倍。打印模具内聚合物的流动方向应该与3D打印一致,避免粘滞和低压引起的高填充。冷却系统可在一定程度上提高模具的寿命,但不会明显降低打印模具的循环次数,因为3D打印模具的散热能力不像铝模或钢模那么好。


综上,3D打印技术并不会完全取代传统的模具制造业的地位。因为3D打印模具在成品质量、产品成本和模具设计上与传统模具制造相比,还存在一定的不足。并且,3D打印也不适合批量生产,生产一件和生产一万件的成本单价基本接近,而且3D打印需要的时间也较长。目前的3D打印技术只能针对小批量生产周期要求紧张的模具生产,大批量的生产还是以传统模具制造为主。


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