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摘要
隨著產品推向市場週期更短而生產數量更少，客戶正在尋找解決方案，使其能夠快速、經濟、高效地提供原型。與傳統的金屬或鋁嵌件相比，採用新方法可以使模具製造商實現靈活快速的生產和交換模具，使得效率和盈利能力更高。通過3D 列印樹脂模具可以快速實現場小批量生產。
3D 列印樹脂模具特點：
樹脂樹料列印的注塑模具能夠保持良好的表面光潔度，最高精度100mm 內可以控制在0.02mm。如果使用機械加工來製造金屬模具，再使用模具進行產品注塑，需要花費5-7 周時間。而通過3D 列印模具，最快只需3天即可將注塑產品交付給客戶。樹脂列印材料是一款具有良好的耐熱性能的液體樹脂材料，可以承受暫態200多度的高溫，在注塑時模具的溫度不會影響材料的強度和精度。
圖1：( 從左至右圖說明) 控制器面板外殼/ 上圖第一步：模仁及模架加工/ 下圖第二步：模具安裝/ 第三步：調整注塑參數
適應產品要求及特點：
初期開發的產品數量不確定，前期只需要幾十至一百件，精度要求不高，結構不是特別複雜，要求快速完成。本文以桌面級3D 列印設備的控制器面板外殼為例，分享一下3D 列印注塑模具進行快速小批量生產的詳細過程。
圖2：第四步：冷卻過程
圖3：第五步：產品注塑成型，頂針自動頂出脫模
圖4: 第六步：檢查產品注塑情況
圖5: 第七步：小批量生產的注塑件
圖6: 第八步：將產品安裝到設備操作面板上
控制器面板外殼
- 第一步：模仁及模架加工
採用3D Systems 工業級3D 列印 MJP 成型方式，材料為耐高溫光敏樹脂，材料特點就是能長時間承受120 度高溫不影響模具精度和強度。3D 列印的特點是加工速度快，模仁列印時間15 小時完成，成形精度可控制在0.02mm。模架採用金屬材質，由傳統機械加工完成（如圖）。
- 第二步：模具安裝
將3D 列印注塑模具安裝到注塑機上，由於模仁採用樹脂3D 列印，材料密度少於金屬，模具整體重量降低，模具安裝方便快捷。
- 第三步：調整注塑參數
注塑材料為PP 料，材料流動性好，3D 列印的模具與傳統的金屬模具一樣，無需特殊處理。
- 第四步：冷卻過程
由於樹脂材料導熱性能差，所以冷卻水的作用不大，開模後採用風冷。整個週期2 分鐘（風冷時間約90秒）
- 第五步：產品注塑成型，頂針自動頂出脫模
- 第六步：檢查產品注塑情況
- 第七步：小批量生產的注塑件
- 第八步：將產品安裝到設備操作面板上
總結：
- 3D 列印樹脂模具的優勢：
- 模仁重量：287 克
3D 列印時間：15 小時
3D 列印及後續處理總時間：3 天內（含金屬模架加工）
3D 列印部分費用：2000 元
- 3D 列印樹脂模具局限性：
樹脂材料特性：強度、耐用性、導熱性。對模具的影響：耐用性、冷卻水路沒用，冷卻時間長、一些細緻結構特徵無法實現、產品表面不會太光滑，由於3D 列印的模具無法拋光，出模斜度要求盡可能大。
- 3D 列印模具不適合的應用：
大批量 ( 每個列印模具通常不製作超過100 個的部件)、某一些結構不適合、某些材料不適合。■
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