有（yǒu）工（gōng）業的（de）地方（fāng）就有模（mó）具。無（wú）論（lùn）是個性化定製的金銀首飾，亦或是批量生產的日常用品，都離不開模具，所以模具被譽（yù）為“工業之母”乃實至名歸。從古代的青銅鼎鑄（zhù）造到現代的汽車生產，模具涵蓋了各（gè）行業的眾多（duō）生產工藝，是一門既古老而又不斷與時俱進的行業（yè）。縱觀模（mó）具行業的（de）發展曆程（chéng），從最初的純（chún）手工製作模具，到模（mó）具的機械加工，再到如今引入了數字化設（shè）計與自（zì）動控製的模具數控加工，模具在精度、難度不斷（duàn）提高且生產周（zhōu）期不（bú）斷縮短的同時，純手工製作的工序在不斷減少。隨（suí）著3D打印、智能機床、高精度的三維測量設備等技（jì）術（shù）的日趨成熟，模具生產正朝著智能製造的方向發（fā）展。

 

　　在眾多的（de）新技術中，最早應用到模具（jù）行業的當屬3D打印了。

 

　　在模具的設計、製作（zuò）及維護三（sān）個主要環節中，都能找到3D打印的應用案例。在模（mó）具設計開發之前，會有一個完（wán）整的產品設計開發過程。引入3D打印輔助產品（pǐn）的設計開發，不但可以降低產品實樣的研（yán）製費用，而且大幅縮（suō）短（duǎn）了開（kāi）發（fā）的周期。模（mó）具的（de）優（yōu）勢在於（yú）大（dà）批量的產品生產，但鑒於傳統生（shēng）產工藝的製約，新產（chǎn）品推出市場前通（tōng）常得先開模具。如果市（shì）場反應良好，模具能投入到批量生產，自然皆大歡喜；倘若市場反應平平，新產品沒有批量生產的意（yì）義，那麽前期開發的模具都（dōu）將（jiāng）浪費。如果用3D打印機生產出小批量（liàng）新（xīn）產品探索市場，可節省前期模具的開發周期及費用，即便是用3D打印代替部分配件，也可節（jiē）省（shěng）一筆模具開發費用。然後根據市場反饋的信息，對反應良好的產（chǎn）品進（jìn）行改進後再開模生產，有的放矢的效果並非（fēi）打魚撒網所能及。模具設計的合理性直（zhí）接影響到模具製作（zuò）的精度、工藝以及使用壽命，對於結構複雜的模具，用3D打印機將CAD軟件設計的模具構件打印出來，通過實際的（de）裝配進一步驗證結構（gòu）的（de）合理性。

 

　　進入到模具製作的環節，3D打印應用就更廣了。對於尺寸精度要求高而且結構複（fù）雜的塑料（liào）模，通常在正式開（kāi）模前會先（xiān）做一套試驗模。與正式模相比，試驗模的材料強度低、而且結構精簡，隻需為正（zhèng）式模提供實際生（shēng）產數據以供驗證即可。盡（jìn）管（guǎn）如此，試驗模（mó）的費用以及生產周期仍然可觀。借助3D打印技術，將模（mó）腔以及抽芯等部件直接打印出來，再結合傳統（tǒng）的模具組（zǔ）立方式，可大幅降低模具的生（shēng）產周（zhōu）期以（yǐ）及生產成本。以（yǐ）3D打印代替數控加工、電火花等多種加工工藝，使模具的加工與調試以及配件尺寸的調整變（biàn）得相當便捷。

 

　　前麵（miàn）所講（jiǎng）述的都是塑（sù）料3D打（dǎ）印的應用，在正式模具的製作中，還會用（yòng）到金屬3D打印的工藝。在塑料模具中，冷卻是其中一個很重要的工藝環節，合理的冷卻係統可在確保塑料件尺寸精度高、產品變形（xíng）小的前提下，盡量縮短產品的注塑時間，以提高生產效率（lǜ）。傳統的工藝是在模（mó）具（jù）型腔板與行位（抽芯滑塊）上通過（guò）鑽孔、堵（dǔ）孔等方式加工（gōng）出一個（gè）直線框式的運水係統。此法雖然可以借助銑床、搖臂鑽床等設備加工（gōng）出來，但運水係統往往與產品的形狀相去甚遠，造成冷卻不均勻，導（dǎo）致生產效率上不去。如果根據產品的形狀設計出運水係統，可使模具的冷卻更加均勻，縮短了產品的（de）冷（lěng）卻時間，提（tí）高（gāo）其品質（zhì）與生產效率。這種冷卻結構我們稱之為隨形冷卻係統，由於內部的運水管道彎彎（wān）曲曲，非（fēi）常規方法所能加工（gōng），因此這類型腔板與行位需（xū）要用金屬3D打印機直接打印出來。但金屬打印造價較為昂（áng）貴，因此，目前金屬3D打印主要還（hái）是適用於精密模具（jù）的特殊零部件加工。

 

　　模（mó）具完成並投入（rù）生產意味著進入了維護階段，在這個階段通常會遇到因（yīn）產品細節需要（yào）局部調整的改模（mó）以（yǐ）及模具（jù）損壞的維（wéi）修。

 

一款遙（yáo）控（kòng）器的塑料模（mó）修改的案例（lì），按客戶要求需要在電池倉加一個缺口（kǒu）。由於修改的部位在模（mó）腔的（de）曲麵上且較為精細，決定采（cǎi）用激光補焊（hàn）加電火花加工的（de）方案。之所（suǒ）以不選用成本更低的氬弧焊， 一是因（yīn）為其過多的（de）焊肉會增加電火花加工的成本，二（èr）是容易造成模腔的棱（léng）角部位發生熔融坍塌，三是因為（wéi）其發熱大，容易造成模具變（biàn）形。用激光補焊（hàn）來修複金屬表麵的一些缺陷部位較為直觀、易操作，但（dàn）是在模腔的曲麵上增加一個有尺寸要求的配合部位就不是（shì）那（nà）麽容易了。特（tè）別是普通（tōng）的焊接車間，通常不具備2D或（huò）3D視圖軟件（jiàn），而且焊接師（shī）傅的看圖能力有限，口（kǒu）述或（huò）者簡單的文字說明（míng）很難得到一個相對精準的（de）焊接效果。因（yīn）此我們使用桌（zhuō）麵級的FDM打印機將（jiāng）模具該（gāi）部（bù）分（fèn）的最終形狀打印出來，工人可以直觀地進行補焊，並通過卡（kǎ）尺的測量準確地控製電火（huǒ）花的加工（gōng）餘量。