大約80％的塑料零件是使用塑料注塑成型制造的。長期以來，注塑一直被認(rèn)為是唯一的批量生產(chǎn)過程。隨著行業(yè)技術(shù)的革新，快速注塑并不是模具開發(fā)的唯一方法。CNC加工中心大大減少了模具加工時(shí)間。CAD / CAM / CAE系統(tǒng)減少了設(shè)計(jì)和驗(yàn)證時(shí)間。除此之外，還創(chuàng)造了新的模具品種。鋁注射模?和3D打印模與硬化鋼模競爭制造市場。但是它們之間有什么區(qū)別？哪種模具可以使您的產(chǎn)品更高效？
自然，您會希望原型制造速度更快，價(jià)格更便宜，并且使它們看起來盡可能好。讓我們比較一下鋁，鋼和3D打印的注塑模具，并確定哪種模具在哪種情況下更有用。
1. 周轉(zhuǎn)時(shí)間
周轉(zhuǎn)時(shí)間是模具開發(fā)開始到準(zhǔn)備生產(chǎn)零件之間的時(shí)間間隔。三種模具的設(shè)計(jì)方法和計(jì)算實(shí)際上是不同的，但是制造階段是發(fā)生重大變化的地方。
鋁注塑模具是通過使用CNC加工和精加工操作由鋁毛坯制成的。在某些情況下，如果型腔必須具有無法通過銑削獲得的尖角，則需要額外的放電加工（EDM）。通常，加工主要是機(jī)械加工，不需要熱處理，幾乎不需要專門的工具。在10到15天內(nèi)制作出平均鋁腔。
鋼模的制造方法類似，但有一些區(qū)別。首先，材料要硬得多，并且需要花費(fèi)更長的時(shí)間在機(jī)器上，磨損切割工具并需要專門的工具。其次，需要大量熱處理操作以增加模具壽命。所有這些都需要時(shí)間。結(jié)果，鋼鑄模需要2到5個(gè)月才能完成。
使用金屬燒結(jié)增材制造工藝創(chuàng)建3D打印模具。將許多細(xì)金屬粉末逐層燒結(jié)在一起以形成注塑模具的型腔。此過程的主要優(yōu)點(diǎn)是，它幾乎不需要制造準(zhǔn)備，也不需要任何工具。創(chuàng)建這種模具的平均時(shí)間只有2-3天。
2. 穩(wěn)定性
穩(wěn)定性基本上是模具在變得太舊之前可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。如果要生產(chǎn)一批產(chǎn)品，要考慮的重要參數(shù)。
鋼制注射模經(jīng)過熱處理硬化，經(jīng)過專門設(shè)計(jì)，經(jīng)久耐用。它們的接縫最少，由最耐用的鋼制成。這就是為什么它們可以承受數(shù)百萬個(gè)零件的原因。
鋁制工具由較軟的材料制成，但是，某些鋁合金具有出色的強(qiáng)度。這樣一來，模具可以承受多達(dá)5,000個(gè)零件。平均為100-2000份
考慮到其堅(jiān)固性，3D打印模具是最差的。燒結(jié)腔存在很多問題。它是多孔的，不如實(shí)心坯料堅(jiān)固?，F(xiàn)在，3D打印的腔體可以批量承受50到200個(gè)零件。
3. 制造時(shí)間
當(dāng)必須批量生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)，每個(gè)零件的制造時(shí)間成為重要的因素。制造時(shí)間是指注入液態(tài)聚合物與射出最終部件之間的時(shí)間。該因素因模具材料，注射壓力和溫度而異。
鋼模具可以承受最高的注射壓力和溫度，這就是制造過程可能只需要5到10秒的原因。
鋁制注塑模具強(qiáng)度不高，因此它們的壓力和溫度比鋼制模具低20-30％。制造時(shí)間是44-70秒，當(dāng)我們開始談?wù)摂?shù)千個(gè)零件時(shí)，這是相當(dāng)可觀的。
3D打印的模具在高溫和高壓下的性能甚至更差。因此，他們花費(fèi)最多的時(shí)間來制造零件，即150-250秒。
4. 零件精度和表面光潔度
零件質(zhì)量是最重要的因素之一。畢竟，這部分將作為更大機(jī)制的組成部分，并可能會呈現(xiàn)給未來的投資者。該零件必須看起來很專業(yè)
鋼和鋁注塑模具的精度相似，并且僅取決于加工和拋光的能力。但是，3D打印的模具精度取決于增材制造工藝。AM涉及材料的熔化和冷卻，并且熱變形會大大降低精度?，F(xiàn)代技術(shù)可以生產(chǎn)公差高達(dá)IT6的鋼和鋁模腔，以及生產(chǎn)公差高達(dá)IT9的3D打印模具。
5. 靈活性
當(dāng)您僅測試最終產(chǎn)品的外觀和操作方式時(shí)，靈活性對于預(yù)生產(chǎn)原型至關(guān)重要。使用某些材料完成初始原型制作后，您將需要測試最初為產(chǎn)品選擇的材料，并要測試制造程序。大多數(shù)情況下，您會遇到一些問題，這將使您修改設(shè)計(jì)。例如，在運(yùn)行測試期間，發(fā)現(xiàn)了一些缺陷或注入過程導(dǎo)致了多孔部件。那就是您想要更改設(shè)計(jì)以及模具的時(shí)候。不同的模具材料具有不同的柔韌性。
鋼模具通過熱處理硬化。通常在所有基本零件都已加工完畢且只有一小層材料要研磨后進(jìn)行。如果需要修改某些功能，可能會很難，因?yàn)榭涨坏挠捕确浅８摺?/p>
鋁模具是由較軟的材料制成的，并且它們的型腔通常作為安裝在模具底座中的獨(dú)立零件制造。因此，移除空腔和進(jìn)行調(diào)整要容易得多。
3D打印的模具很難修改，因?yàn)樗鼘⑸婕皺C(jī)加工部分型腔，并且表面光潔度不均勻，因?yàn)闄C(jī)械加工將提供更好的表面光潔度。完全重新制造模具較為容易，這不會花費(fèi)太多時(shí)間，但會帶來原型制作和批量生產(chǎn)前測試所不希望的額外費(fèi)用。
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