3D打印模具随形水路技术在热流道模具中的应用

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1 引言

众所周知，模具作为“工业之母”，是制造业的重要基石，模具技术的进步能有效提升企业集团、国家关键行业的核心竞争力。为了满足消费者的需求，各企业不断推陈出新，并严控产品品质。随着产品更新换代速度加快，新产品生产效率和质量显得尤为重要，对模具的要求也随之提高。目前模具企业在产品变形和注塑周期等方面经常遇到技术瓶颈，通过改模等手段仍无法完全满足产品开发的需求，最终只能通过变更产品设计意图进行妥协，既导致新产品开发周期过长，也使外观、结构等不能完全符合市场需要。3D打印随形水路技术是3D打印技术在模具领域的工业化应用，可以减少注塑周期20%以上，并解决因冷却不均匀、模具温度过高等导致的烫伤、变形等品质问题。本文以具体案例，介绍3D打印模具随形水路技术在热流道模具中的应用。

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2 3D打印技术基本原理

3D打印（3DP）又称增材制造（Additive Manufacturing，AM），是一种数字驱动的、加工材料不断积累成型的新型制造方式。目前的制造方式主要有三种，减材制造、等材制造和增材制造。减材制造是材料不断减少的过程，零件的成型是不断削减毛坯上的材料，比如车、铣、刨、磨、钻等，材料浪费严重。等材制造前后材料总量基本不变，比如铸、锻、焊等。增材制制造，是从无到有、逐层成型的材料不断增加的增材过程，材料利用率接近100%，是绿色环保的新型制造方式。

3D打印的基本原理是从离散、堆积到成型：首先将所要制造的零件进行离散化，将三维的立体数据切割成二维的平面数据，再将其离散为一维的线性数据；然后将材料沿着线性数据挤出或烧结或熔融，从线性实体材料堆积成平面实体材料，继而堆积成三维实体。3D打印技术的整个制造过程是数据驱动的，因此，三维模型的设计决定了最终产品的形状与结构。

3D打印的基本流程，是建立三维模型、将模型按层进行切片，再将切片数据输入3D打印机进行逐层打印，最终得到与三维模型完全一致的产品实物。目前3D打印可用材料为金属、尼龙、树脂、陶瓷等，在模具、医疗、汽车、航空航天、军工等领域有着广泛的应用。

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