注塑成型是全球最普及的塑料零件制造工艺。利用耐用的金属模具，注塑成型能在短时间内生产数十万件产品。
然而，模具本身并不便宜。 至少，将材料注入模具的过程成本不高：注塑过程极为迅速，且塑料颗粒价格低廉。但模具本身造价昂贵，因为它们大多由优质金属制成，并通过人工或数控（CNC）加工制造。
对于原型制造和小批量生产而言，专业模具的成本可能远超企业预算。即便是通过快速模具技术制造的最经济的铝模，对于某些项目来说，价格依然偏高。
一种实现超低成本注塑零件生产的方法是直接 3D 打印模具。 这类塑料模具使用寿命不长，当然无法用于大规模量产，但对于某些快速原型制作而言，效果良好。
下面杭州3D打印服务商——麦客信息将探讨如何以及为何使用 3D 打印技术来制造用于注塑成型的塑料模具。
为何选择 3D 打印制造模具？
3D 打印并未被广泛用作模具制造工具，其更常见的用途是快速原型制作和小批量定制零件生产。
然而，在严格受限的预算下进行注塑时，3D 打印提供了一些可能性。增材制造成本极低，设置费用最小化，非常适合制造像模具这样的单件产品。
3D 打印模具的坚固性和耐用性远逊于最薄弱的机加工金属模具，但对于使用特定材料制作的某些原型来说，它们已经足够胜任。
哪些行业使用 3D 打印模具？
某些行业相当频繁地使用 3D 打印进行模具制造，尽管通常不用于注塑成型。
例如，珠宝商常使用立体光刻（SLA）3D 打印机辅助熔模铸造工艺。3D 打印出珠宝模型后，珠宝商可将其作为阳模制作模具。随后烧掉 3D 打印模型，留下模具本身，即可用于铸造 金属珠宝。
牙科行业也以类似方式使用 3D 打印机。牙科专业人员现在能生成患者牙齿的 3D 模型，然后使用 3D 打印机创建其对应的阴模。这个打印的模型即可充当模具，用于以柔软、符合医疗安全标准的材料制作针对患者定制的牙齿矫正器和保持器。
3D打印模具还广泛应用于需要快速原型、小批量生产或复杂设计的行业。如：汽车行业用它加速零件开发和制造定制/轻量化部件；航空航天用于生产非关键件原型和精密工装；医疗领域则专注于个性化器械（如假肢、牙科模型）的模具制作。此外，消费品/电子行业借助它快速迭代产品设计和市场测试，工业制造则用于小批量注塑、铸造和复合材料成型等场景。
哪种 3D 打印技术最适合制造模具？
最常见的桌面式熔融沉积建模（FDM）3D 打印机并不太适合制造模具，因为 FDM 打印的部件通常表面粗糙，带有明显的层纹。
更适用于模具制造的增材制造技术包括材料喷射（Material Jetting） 和 立体光刻（SLA） 3D 打印。
这两种技术都能提供高水平的细节精度和良好的表面光洁度，有助于在注塑过程中实现顺畅的材料流动。
适用于模具的 3D 打印材料
多种 3D 打印塑料可用于制造注塑模具。但所选材料必须具备足够高的耐热性，确保在熔融塑料注入时仍能保持形状不变。
注入塑料的熔化温度越高，模具所需的热变形温度（HDT）就越高。
材料喷射： 一种广泛使用的模具制造材料是 ABS，其热变形温度高达 95°C。该材料“非常适用于快速原型制作高低温应用的卡扣配合件、具备多材料多功能性与灵活性的功能设计、模具、制造工具、电气部件等”。
SLA： 一种常见的模具制造材料是高温树脂。“透明树脂和高温树脂均可用于打印小型功能模具，其中高温树脂能兼容更广泛的热塑性塑料熔融温度……高温树脂相对较高的刚度意味着模具在脱模时不易变形。”
设计 3D 打印模具
设计 3D 打印模具时，必须重点考虑两点：设计的可打印性，以及打印模具在注入熔融塑料时的功能性。
l 确保良好打印：
将支撑结构置于模具外部，远离模腔。这能确保去除支撑造成的瑕疵不会出现在最终成型件上。
采用最高分辨率与最小层高打印，以减小曲面特征上的阶梯效应。
设计排气通道，减少困气和气泡的产生。
l 确保有效成型：
保持均匀的薄壁厚度。
添加脱模斜度，便于零件顶出。
采用圆角设计，避免尖锐边缘或尖角。
更多设计技巧，可以随时来电咨询我们的技术团队！
框架式与非框架式设计？
延长 3D 打印模具寿命的一个有效方法是使用铝制框架。将打印模具嵌入金属框架内，可保护脆弱的塑料模具免受注塑机喷嘴产生的压力和热量影响。
由于模具紧密贴合在铝框架内，还能避免反复注塑后发生翘曲。此外，框架内设有通道，将注塑机喷嘴与打印模具的浇口相连，从而无需喷嘴与模具直接接触。
铝框架远比其内部的 3D 打印模具坚固耐用。这意味着制造商可以用一个铝框架配合多个不同的打印模具，进而生产大量成型件。
也可以不使用框架直接进行打印模具注塑，但这会消耗更多打印材料，且模具更容易翘曲。
替代方案
总之，使用 3D 打印模具进行注塑成型是一个非常好的选择。
杭州麦客信息是一家经验丰富的数字化技术应用服务商，提供 3D 打印、三维扫描、逆向工程等服务，欢迎随时来电咨询获取专属解决方案。
