摘要：随着我国科学技术飞速的发展，3D打印的技术水平也是得到了极大的提升，进而迅速的被应用到我们日常生活以及生产中的各个领域中，3D打印技术有着其他加工方法所没有的独特优势。基于此，本文主要针对3D打印技术在磨具制造中的应用进行了详细的分析。
关键词：3D打印技术；模具制造；应用
前言：在快速成型技术中，3D打印技术是十分重要的一部分，并且在我国当前的经济发展中也是有着非常重要的地位。3D打印技术能过应用在社会中的各个领域中，例如家庭、实验室以及企业等。其不仅仅能够很好的促进我国社会经济的发展，并且还能够在很大程度上提升我国的制造水平。现如今，运用3D打印技术来进行磨具的加工生产，并不需要再去考虑其他形状以及结构等情况，十分的简单快捷。
1 3D打印技术简介
3D打印技术又称“增材制造”技术，是集计算机技术、数控技术、激光技术、CAD/CAM技术、新材料技术等高技术群的新型成型技术。它是基于传统的平面印刷技术，利用喷头一层一层地将材料在平台上进行堆叠累积，从无到有的构建三维实物的过程。在3D打印技术体系中，新型打印材料、打印工艺、设计与控制软件等是重要组成部分，3D打印机则更是其核心部分。与传统制造技术相比，3D打印技术对于传统模具制造业在生产周期上，操作复杂、设计灵活性、人工成本高、耗时耗力等不足之处上有了很大的改善。3D打印技术是一个技术性的进步，同时也是一次伟大的变革，3D打印技术已经应用到各个领域，比如在服装发饰、教育领域、医疗保健、汽车工业制造等各行各业中，都在模具制造业中应用的十分广泛，让模具制造业发展到一个新的高度，实现了该行业的转型。
2 3D打印技术原理
3D打印技术原理分为三个部分：
第一、软件建模。如Auto CAD或Pro/E等建模软件，可以满足设计建模要求。因为3D打印机完全基于我们在计算机中构建的3D模型数据，印刷质量在很大程度上取决于3D建模的质量；
第二、3D模型分层。该过程是将三维数据转换为二维数据的过程。建立的3D模型沿着平面被逐层划分为多个切片，并且每个切片记录二维打印图案信息。分割层数越精密，产品尺寸的准确度就越高，越接近于原始数据。但也同样受打印机设备与打印材料等因素的限制；
第三、模型打印。通过读取文件中的每一分层上的图案信息，将液体，凝胶状、粉末状材料甚至生物活性细胞组织以各种方式结合在一起进行3D打印。通过积累不同形状的分层，最终形成产品结构的三维模型。从以上可以看出，3D打印是通过根据分割的二维片材的层数逐层沉积待喷涂的材料而形成的三维产品。
3模具制造中3D打印技术的应用优势
随着科学技术水平的显著提升，模具制造行业在发展的过程中，逐步将3D打印技术运用到了模具制造之中。并且直接运用到了成型、铸模、机械加工、装配和检验、机器人末端执行器等环节之中，拥有着极大的优势。
3.1缩短模具生产周期
3D打印技术能够将计算机三维设计图纸直接转换为实物模型，并且工作效率和质量较高，因此能够缩短模具生产周期。如果是简单模具，通过3D打印技术几小时之内便可以完成制作。同时，在应用传统模具制作工艺的基础上，制造企业首先需要投入足够的资金来确保模具制作质量；其次还需要做好模具设计工作，并对设计图纸进行严格讨论，这是因为一旦制造失败，为了避免造成更多的经济损失，只能选择延迟或取消模具制造规划。
3.2降低模具生产成本
目前，应用3D打印技术制造金属模具需要的成本依然较高，但是应用3D打印技术制造塑料模具需要的成本较低，总体而言，3D打印技术的应用还是能够降低模具生产成本。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在应用传统模具制造技术的基础上，模具生产应用的材料较为昂贵，这就意味着一旦在制造过程中出现了微小的问题，都可能会造成材料的报废，进而增加制造成本；但是3D打印技术在模具制造中的应用，则能够提高设计人员设计操作的灵活程度，设计人员可以就材料应用进行多次更改，降低因设计方式更改而导致的制造成本。
3.3推动产品设计发展
因为3D打印技术的应用能够直接将计算机中的设计图纸打印为实物模型，因此可以减少模具制造中机床、刀具等设备的应用。同时，能够应用到模具制造中的材料类型也在逐渐增多。这些均有利于推动我国模具产品设计工作的发展，同时还能推进3D打印技术的发展。
4 3D打印技术在模具制造中的应用
3D打印技术在实际的运用过程中主要采用的是逆向思维对传统模具进行加工，其可以解决加工过程中产生的母模的问题，因此具有非常大的应用优势，在一般状况下3D打印技术在模具制造中的应用步骤可以分为三步：
第一步，3D建模。利用UG、Pro/E等相关软件的作用进行建模，此时需要对所建模型的尺寸、形状等进行精确的控制，这样才能够保证打印出的成品质量。
第二步，模型分层。在打印机中具有自动分层的功能，其在具体的运行过程中可以根据模型沿着工作面的方向进行分层，而且每一层中都具有模型相关的数据信息。一般模型所分层的数量越多，代表着所打印的成品精度就会越高，打印出的产品质量也就越好，同时由于层数多，其打印的速度就会降低，打印的效率也会下降。
第三步，打印。在完成了以上操作之后，打印机就可以对其中某一个层次的二维数据信息进行读取，数据信息的内容将打印材料进行堆叠，最终形成成品。
5 3D打印技术在模具制造中的发展前景
3D打印技术对模具制造有很大影响，这是毋庸置疑的，但现代产品更换的速度非常快，产品经过一系列工序生产出来，得不到消费者认同，没有销路，那这个产品按严格意义来说是个失败的产品，就会得不偿失。因此，当公司开发新产品时，他们可以首先使用计算机建模软件在计算机中进行设计，用3D打印技术制作样品，随后使用传统技术进行批量处理。因为建模设计具有灵活性，可重复根据需求进行修改，这样可以去除一些在传统制作中重复繁琐的步骤。3D打印技术在模具制造中的很大优势在于它缩短了生产周期并节省了一系列生产成本。此外，在3D打印一经推出，风头正起时有些人误解并认为3D打印技术很大可能将会取代传统的模具制造技术，但实际上，3D打印部件的批量生产缓慢，后处理复杂，制造终端产品高。与其用3D打印取代传统技术，不如将3D打印技术与传统制造技术相结合，相互补充。如直接利用3D打印技术制造铸模，再用铸模浇注出产品，也是值得探讨的一个方向。3D打印技术具有制造复杂零件，缩短生产周期，节约成本的优点，在模具设计和模具制造领域具有广阔的应用前景。在接下来的30％工业产品将由3D打印机完成，70％的产品将由模具制造。
6结语
随着3D打印技术在各个行业中的广泛应用，人们日常生活用品中也越来越多地出现了利用3D技术制作的产品，3D打印改变了人们日常生活模式。现代化高科技发展已走进了人们的日常生活中，这是今后现代化技术发展的一个趋势。而在模具制造工艺中，3D打印技术有强大的优势，改善了传统模具制作耗时、成本高、产品精密度低、工作效率低等缺点，实现了工厂效益最大化，让模具制造行业走上了更高一层台阶。
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论文作者:胡亮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/7
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