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3D打印開啟模具行業“智能制造”新紀元

2015-05-26 21:19:50 未知

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作為“工業之母”，模具是工業生產的基石，與制造業的方方面面都息息相關。在我們日常生活中，有很多物品都是通過模具而實現批量生產的，比如汽車的儀表盤、家用電器中空調面板、洗衣機盤座，還有音響設備上的小零件，甚至門拉手、鎖具等，模具應用無處不在。隨著中國制造業的飛速發展，傳統的模具制作費用昂貴且制作周期長，且對人力投入需求高，形成了激烈的市場競爭。同時，個性化定制、快速的設計迭代也成為日益增長的客戶需求。這些挑戰促使模具行業尋求新的技術，以更高效的方式進行模具制造。3D打印的出現，為模具行業帶來了技術革新，引領行業升級，開啟“智能制造”新紀元。

簡單來講，3D打印即以數字模型文件為基礎，通過逐層疊加的方式來打印物體的技術。應用到模具行業，與傳統模具制作工藝(如CNC加工)相比，其最大的優勢在于能夠制作形狀和結構非常復雜的模具和模型。在3D打印技術出現之前，CNC加工需要對結構復雜的模具和模型進行拆件、編程、制作和組裝，工序繁瑣且易出現組裝誤差，耗費大量的時間和人力成本；而3D打印則能一次性打印成型，無需后期組裝，大大簡化了制作流程，避免了誤差。在此過程中，3D打印能為模具制作企業顯著節省時間和人力成本，以往通過外包制作模具和模型需花費至少幾天的時間，企業因而面臨巨大的時間壓力。而有了內部3D打印機，僅需短短幾個小時就能拿到打印部件，模具和模型制作周期縮短，為企業贏得了寶貴的產品研發和上市時間。與此同時，對于生產開始后可能進行的多次模具修改，3D打印的靈活性也使快速設計迭代成為可能，節約了時間和經濟成本。此外，3D打印非常適合個性化定制生產，可用于制作小批量、定制化工具和零部件，幫助企業應對個性化客戶需求。

綜合3D打印和傳統模具制作工藝的各自優勢，二者實為優勢互補、相輔相成的。在新品研發的初期和中期，直到設計確定之前，通過3D打印技術可以提升新品設計的靈活性和多樣性，研發周期也越來越短。在正式投入生產之前，再使用傳統模具制作工藝開模，從而進行大批量產品生產。將傳統工藝和3D打印創新技術相結合，將對整個模具行業的發展有著積極的推動意義。

以Stratasys為例，我們擁有3D打印的兩大核心技術——FDM技術和PolyJet技術，為諸多模具行業的客戶創造了價值。Whale公司是英國的一家領先車載應用供水與供暖系統制造商。通過在其加工制造過程中引進Stratasys的3D 打印解決方案，使用Stratasys數字 ABS 材料制作3D 注塑模具工具，可在白天完成工具的設計，夜間進行 3D 打印，在 24 h內就能完成制作，然后在次日早晨利用一系列最終產品材料對其進行測試。這樣一來，Whale公司成功將注塑模具工具的交付周期最多縮短了97%，且只需花費制造金屬工具的一小部分，產品研發過程最多縮短了35%。此外，Whale 公司還為汽車、航空航天等行業客戶提供快速原型制作服務，使用塑料(如聚丙烯和玻纖增強聚丙烯)制作多材料3D 打印部件和工具。

通過以上案例，我們看到，3D打印在全球模具行業的應用在不斷拓展和加深。對于中國市場上而言，這一發展勢頭更是前所未有。今年年初以來，政府將3D打印行業發展上升到國家層面，行業發展迎來春天。“中國制造2025”戰略的提出更是加快了我國制造業轉型升級，這正是3D打印能夠給包括模具行業在內的中國制造業帶來的極好機遇。作為全球3D打印的領導者，2015年，Stratasys將積極配合國家政策和本地市場需求，繼續大力推廣直接數字制造(DDM)的應用，深化行業應用，細分服務市場，讓航空航天、汽車、家電、文化創意、生物醫療、教育等多個領域的客戶能夠更好地體驗到3D打印的好處，加快步伐邁向“智能制造”的新紀元。