金屬3D打印技術(shù)，如果成本大幅降低60%甚至80%，每年數(shù)千億元的注塑模具行業(yè)有可能將迎來變革，“多快好省”的開模工藝，誰也無法抵擋其蔓延趨勢(shì)。

2018年3月26日，南極熊從曼恒獲悉，近日，Desktop Metal（DM）宣布將其首款Studio System金屬3D打印機(jī)交付給早期的“先鋒”客戶。Studio System于2017年4月在美國推出，是*個(gè)用于快速成型的辦公友好金屬3D打印系統(tǒng)。據(jù)說比現(xiàn)有的技術(shù)便宜10倍。Desktop Metal的*臺(tái)金屬3D打印系統(tǒng)是基于FFF/FDM，包括一臺(tái)打印機(jī)，一個(gè)脫脂站和燒結(jié)爐。

2017年1月18日，曼恒數(shù)字和DM公司簽訂協(xié)議，成為中國大陸代理商，并積極推進(jìn)產(chǎn)品落地中國的事宜。

而購買了Studio System的“先鋒”客戶——Built-Rite，是一家位于美國馬薩諸塞州蘭開斯特的模具制造和設(shè)計(jì)公司。該公司生產(chǎn)精密模具，適用于各種注塑工藝。

像Built-Rite這樣的中小型企業(yè)，面臨來自國際和國內(nèi)競爭對(duì)手的越來越大的壓力。海外制造商將提供更低的價(jià)格，國內(nèi)的原型供應(yīng)商將為少量零件提供快速周轉(zhuǎn)時(shí)間。加上應(yīng)用程序的限制： 高昂的模具成本延長了具有復(fù)雜幾何零件的成型周期。

Studio System™ 的好處：降低成本和材料使用的快速迭代

與國內(nèi)的原型供應(yīng)商相比，3D打印為Built-Rite提供了一個(gè)機(jī)會(huì)來實(shí)現(xiàn)縮短交貨周期和降低快速模具服務(wù)的成本。

對(duì)于Built-Rite，Desktop Metal公司的金屬打印系統(tǒng)Studio system 能夠使quick-turn 模具的制造周期遠(yuǎn)比其他設(shè)備在機(jī)械工廠和勞動(dòng)密集型比第三方原型更具成本競爭力。Studio system 打印機(jī)可以使用封閉單元填充輕量化的部件，并能盡量減少材料的使用，而不會(huì)影響到工具應(yīng)用程序所需的耐磨性。

Built-Rite已經(jīng)用Studio system金屬3D打印機(jī)打印測試了多個(gè)組件。其中包括在Studio system中使用的“腳蹬臂”，以便“將綁定的金屬或界面媒介棒彈出到擠壓機(jī)中，將其加熱并沉積在打印板上，形成綠色的部分”。

零件制造&比較

在Studio System的初始測試中，Built-Rite選定了一個(gè)現(xiàn)有的模具進(jìn)行比較。與其他原型成型設(shè)備相比，Studio System降低了成本和交貨時(shí)間，同時(shí)減少了部分重量和使用的材料數(shù)量。

   “注塑模具是一種非常復(fù)雜的總成，必須能夠承受非常高的壓力。我們很快就認(rèn)識(shí)到在模具中使用金屬3D打印技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，包括快速生產(chǎn)模具的能力，設(shè)計(jì)冷卻流道的能力，這是我們以前無法做到的——符合型腔的幾何形狀，同時(shí)還能減輕重量，以減少操作者的過多工作。

過去模具制造商需要花兩周時(shí)間與外部供應(yīng)商打交道。現(xiàn)在我們可以增加構(gòu)建能力和多樣化，我們可以捕獲更多的業(yè)務(wù)，特別是在原型開發(fā)中。而以前我們很難在時(shí)間周期上提升競爭力.” Built-Rite的總經(jīng)理Ron Caron如是說。

注射成型模具需要嚴(yán)格的公差以適應(yīng)裝配，以及拋光表面的拋光效果，使接觸的注射塑料后，能夠讓零件可以很容易地從模具中脫出。在其燒結(jié)狀態(tài)下，通過兩個(gè)后處理階段對(duì)零件性能進(jìn)行了評(píng)估，觀察工藝參數(shù)和材料性能的變化，然后進(jìn)行功能測試，以觀察零件使用的情況。

初始評(píng)價(jià)的成功表明了注塑應(yīng)用的Studio system的潛力。該系統(tǒng)可使注塑模具制造商在不依賴第三方供應(yīng)商的情況下，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)增材制造的效益。這包括減少材料的使用和使用閉孔填充，從而降低了成本和輕量化零件的能力，同時(shí)保留了模具應(yīng)用所需的耐磨性。

為了應(yīng)對(duì)意想不到的設(shè)計(jì)變化或短時(shí)間的周轉(zhuǎn)時(shí)間，Studio System允許模具制造商以更低的成本迭代設(shè)計(jì)，而不是將其外包給一種雇傭型的模具制造服務(wù)。后續(xù)的測試將包括利用Studio System的設(shè)計(jì)靈活性來生產(chǎn)符合模具型腔形狀的冷卻通道。這允許在注射后立即均勻冷卻塑料部分，以減少“熱點(diǎn)”，并優(yōu)化零件質(zhì)量，超越傳統(tǒng)的制造方法。另外的測試還包括用H13工具鋼材料的打印，這是一種常用的材料。