用塑料做模具？3D列印塑料材質的注塑模具

塑料產品或零部件是由注塑模具生產出來的。通常情況下注塑模具是由導熱性好的金屬製造的。而除了金屬模具，3D列印的塑料模具也被一些企業用於生產塑料產品。在什麼情況下使用3D列印塑料模具？與金屬注塑模具相比，3D列印塑料模具有哪些需要注意的問題？ 3D科學谷將和谷友一起看案例、找答案......

節省時間和成本

博世力士樂、空客、保時捷等公司在新產品研發中，常會需要在幾天之內做出小批量的注塑產品，並進行功能測試。Wehl & Partner 作為服務於這三家公司的原型製造商，在接到客戶訂單后的首要任務就是快速製造出生產這些注塑產品的模具。

Wehl & Partner 使用SLA(立體光固化成型)3D列印技術快速製造注塑模具，使用的列印材料DSM Somos Perform樹脂。這款材料能夠良好的表面光潔度。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，只需1-2周即可將注塑產品交付給客戶。Wehl & Partner 使用的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120攝氏度的高溫，在注塑時模具的溫度不會影響材料的強度和精度。

如果用於注塑的材料是聚丙烯，Wehl & Partner 列印的塑料模具大約可生產數百件產品。如果使用的是玻璃纖維材料，每個模具大約可以生產40-50個產品。

金屬還是塑料？

究竟是選擇金屬模具還是塑料模具？Wehl & Partner公司通過實踐探索出了自己的答案。使用傳統加工方式製造的金屬模具和3D列印注塑模具，Wehl & Partner在為客戶提供服務時都會用到。當客戶需要生產幾百個或上千個注塑產品時，他們使用鋁製模具來生產。

如果客戶的產品設計比較簡單，Wehl & Partner 仍然使用機械加工的方式製造金屬注塑模具。當產品設計比較複雜或者客戶要求的交期很緊張時，3D列印的塑料模具就會成為Wehl & Partner 的首選。

SLA 並不是唯一用於列印塑料注塑模具的3D列印技術， 材料噴射技術也有這方面的應用。例如，Stratasys 的Polyject 材料噴射3D印表機通過列印ABS 數字材料，也可以用於製作注塑模具。供暖系統供應商Whale公司，就是用這種技術列印注塑模具，並用這些模具小批量生產新產品的原型件。在新產品研發中使用該技術進行小批量的生產，將交付周期縮短了97%。

模具製造商HASCO公司，使用該技術列印批量生產模具中的複雜模具型腔部件，如鑲件。如果模具的鑲件需要修改，比起傳統模具製造方法,可以實現更快的設計修改。藉助3D列印的型腔實現快速換模，是傳統方式的一種快速經濟的替代方法。

儘管3D列印的塑料注塑模具，比製造金屬模具節約了時間和成本。但是在注塑過程中，液體的注塑材料溫度很高，只有在注塑之後均勻迅速的冷卻下來，才能保證塑料產品的質量。這就要求模具具有良好的導熱性能， 而我們不難想象的是，塑料的導熱性能無法與金屬相比。塑料模具的導熱性能弱，注塑的周期變長。3D列印的塑料模具更適合用於生產處於研發階段的少量新產品，或者少量急用的產品，以及中小型的注塑產品。

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