有工業(yè)的地方就有模具。無論是個性化定制的金銀首飾，抑或是批量出產的日常用品，都離不開模具，所以模具被譽為“工業(yè)之母”乃實至名歸。

從古代的青銅鼎鑄造到現(xiàn)代的汽車出產，模具涵蓋了各職業(yè)的很多出產工藝，是一門既陳舊而又不斷與時俱進的職業(yè)。縱觀模具職業(yè)的開展進程，從開始的純手工制作模具，到模具的機械加工，再到現(xiàn)在引入了數(shù)字化規(guī)劃與自動控制的模具數(shù)控加工，模具在精度、難度不斷進步且出產周期不斷縮短的一起，純手工制作的工序在不斷削減。

很多的新技能中，最早運用到模具職業(yè)的當屬3D打印了。跟著3D打印、智能機床、高精度的三維丈量設備、增強實踐（AR）以及機器人等技能的日趨老練，模具出產正朝著智能制作的方向開展。

本文首要對3D打印與模具智能制作的聯(lián)系進行說明。

在模具的規(guī)劃、制作及保護三個首要環(huán)節(jié)中，都能找到3D打印的運用事例。

在模具規(guī)劃開發(fā)之前，會有一個完整的產品規(guī)劃開發(fā)過程。引入3D打印輔佐產品的規(guī)劃開發(fā)，不光能夠降低產品實樣的研發(fā)費用，并且大幅縮短了開發(fā)的周期。模具的優(yōu)勢在于大批量的產品出產，但鑒于傳統(tǒng)出產工藝的制約，新產品推出商場前一般得先開模具。假如商場反響杰出，模具能投入到批量出產，天然大快人心；假使商場反響平平，新產品沒有批量出產的含義，那么前期開發(fā)的模具都將糟蹋。

假如用3D打印機出產出小批量新產品探究商場，可節(jié)約前期模具的開發(fā)周期及費用，即便是用3D打印代替部分配件，也可節(jié)約一筆模具開發(fā)費用。然后依據商場反響的信息，對反響杰出的產品進行改善后再開模出產，有的放矢的作用并非打魚撒網所能及。模具規(guī)劃的合理性直接影響到模具制作的精度、工藝以及運用壽命，關于結構雜亂的模具，用3D打印機將CAD軟件規(guī)劃的模具構件打印出來，通過實踐的裝配進一步驗證結構的合理性。

進入到模具制作的環(huán)節(jié)，3D打印運用就更廣了。關于尺度精度要求高并且結構雜亂的塑料模，一般在正式開模前會先做一套實驗模。與正式模比較，實驗模的資料強度低、并且結構精簡，只需為正式模供給實踐出產數(shù)據以供驗證即可。盡管如此，實驗模的費用以及出產周期仍然可觀。憑借3D打印技能，將模腔以及抽芯等部件直接打印出來，再結合傳統(tǒng)的模具組立辦法，可大幅降低模具的出產周期以及出產本錢。

以3D打印代替數(shù)控加工、電火花等多種加工工藝，使模具的加工與調試以及配件尺度的調整變得適當快捷?，F(xiàn)在運用在工業(yè)級小批量產品打印以及3D打印實驗塑料模中，Stratasys公司的Objet500 Connex3打印機合作Digital ABS資料是一個不錯的解決方案。

前面所敘述的都是塑料3D打印的運用，在正式模具的制作中，還會用到金屬3D打印的工藝。

在塑料模具中，冷卻是其間一個很重要的工藝環(huán)節(jié)，合理的冷卻體系可在保證塑料件尺度精度高、產品變形小的前提下，盡量縮短產品的注塑時刻，以進步出產功率。傳統(tǒng)的工藝是在模具型腔板與行位（抽芯滑塊）上通過鉆孔、堵孔等辦法加工出一個直線框式的運水體系。此法盡管能夠憑借銑床、搖臂鉆床等設備加工出來，但運水體系往往與產品的形狀相去甚遠，形成冷卻不均勻，導致出產功率上不去。

假如依據產品的形狀規(guī)劃出運水體系，可使模具的冷卻更加均勻，縮短了產品的冷卻時刻，進步其質量與出產功率。這種冷卻結構咱們稱之為隨形冷卻體系，由于內部的運水管道彎彎曲曲，非常規(guī)辦法所能加工，因而這類型腔板與行位需求用金屬3D打印機直接打印出來。因而，現(xiàn)在金屬3D打印首要仍是適用于精細模具的特別零部件加工。

模具完結并投入出產意味著進入了保護階段，在這個階段一般會遇到因產品細節(jié)需求部分調整的改模以及模具損壞的修理。

3D打印輔佐激光補焊

如附圖所示是一款遙控器的塑料模修正的事例，按客戶要求需求在電池倉加一個缺口。由于修正的部位在模腔的曲面上且較為精細，決議選用激光補焊加電火花加工的方案。之所以不選用本錢更低的氬弧焊， 一是由于其過多的焊肉會添加電火花加工的本錢，二是簡單形成模腔的棱角部位發(fā)作熔融崩塌，三是由于其發(fā)熱大，簡單形成模具變形。

用激光補焊來修正金屬表面的一些缺點部位較為直觀、易操作，但是在模腔的曲面上添加一個有尺度要求的合作部位就不是那么簡單了。特別是普通的焊接車間，一般不具備2D或3D視圖軟件，并且焊接師傅的看圖才干有限，口述或者簡單的文字說明很難得到一個相對精準的焊接作用。因而咱們運用桌面級的FDM打印機將模具該部分的終究形狀打印出來，工人能夠直觀地進行補焊，并通過卡尺的丈量精確地控制電火花的加工余量。

據前瞻工業(yè)研究院發(fā)布的《2015-2020年我國3D打印工業(yè)商場需求與出資潛力分析陳述》，2010年時全球3D打印工業(yè)的商場規(guī)模挨近13.25億美元，2011年這一數(shù)字增加至17.14億美元，但到2013年這一數(shù)字直接飆升至40億美元，同比2012年的22.04億上漲了81.49%。

面對3D打印職業(yè)開展趨勢，不少人憂慮3D打印將直接代替模具制作業(yè)。比較于3D打印來說，模具制作的工藝流程需求通過審圖、模架加工、模芯加工、電極加工、模具零件加工、查驗配備、飛模之后才干進行出產，工藝流程要雜亂的多。而3D打印通過建模軟件建模后，再截圖“切片”給打印機讀取橫截圖信息即可進行打印出產。

不過也有業(yè)內人士表明，在3D打印尚出于初步階段，關于壓鑄模和壓鑄件的模具企業(yè)來說，尚未構成威脅。前瞻工業(yè)研究院分析師孫海紅認為，現(xiàn)在的3D打印技能并不合適批量出產，3D打印出產單件模型的本錢和出產上萬件模具的本錢根本類似，而傳統(tǒng)模具制作企業(yè)一旦規(guī)?；霎a，就能顯現(xiàn)出優(yōu)勢。

并且模具制作企業(yè)的出產時刻要比3D打印的出產時刻要少得多。盡管模具出產的前期準備比較多，但一旦萬事俱備，僅需幾秒鐘就能夠出產出一個產品，但現(xiàn)階段的3D打印機卻需求3個小時甚至更長的時刻才干出產出一件產品。所以，現(xiàn)階段3D打印很難在批量化出產環(huán)節(jié)中代替模具制作業(yè)。

不少企業(yè)家關于3D打印代替模具制作業(yè)的問題看得更為樂觀，盡管二者存在類似性，但未必一定是生死存亡的聯(lián)系。未來3D打印技能老練，反而能夠為模具制作企業(yè)所用，企業(yè)利用3D打印技能出產低效益的產品，而將模具制作技能用于出產附加值高、精細制作的產品，比如航空航天器械和醫(yī)療器械，從而實現(xiàn)整個工業(yè)的轉型晉級。