硬模具的增材制造

上个月，我讨论了混合制造的概念——将加法制造(AM)和减法加工结合在一台机器上，以更有效地制造零件。这个月，我想谈谈另一种形式的混合制造，即，制造工具来制造零件(而不是制造零件本身)。

许多公司已经使用聚合物3D打印多年来制造夹具和夹具，以辅助生产和传统的制造方法。一些人甚至使用聚合物3D打印部件来制作软工具。然而，有了金属AM，公司现在可以制造硬模具，例如注塑，这可能会改变游戏规则。

为什么在硬模具上使用AM ?答案很简单:它提供了设计自由，这和我们使用AM来制作复杂的功能和部件的原因是一样的。硬工具也是如此。这种设计自由可以用来创造那些过于昂贵或无法通过机械加工等传统方式制造的特征。不过，更重要的是在模具内部打印适形冷却通道，以帮助管理生产期间的热循环。

限制注射成型速度的一个因素是模具温度。根据我读过的一些研究，更快地从模具散热的能力可以减少10、20甚至40%的周期时间。更重要的是，能够更精确地控制模具温度，并利用其与注塑塑料的熔体温度的相互作用，可以减少缺陷，从而改善性能，提高零件性能。谁不想要一个更快的过程和更好的部件呢?

不幸的是，这并不容易。十月，我讨论了使用AM时，你会遇到表面粗糙度的问题，这里也一样。水平面和垂直面会有不同的表面处理，共形冷却通道也不会是光滑的——如果你不小心设计和定位的话，它们甚至可能被支撑结构填充。我甚至会说，今天的AM工艺将不会给你任何接近表面光洁度，你需要硬工具。激光粉末床聚变(PBF)可能会在少数情况下接近你，但你现在没有机会用定向能量沉积(DED)，不管热能来源。

幸运的是，这是我上次谈到的混合制造系统的优点。实际上，所提供的混合PBF和减法系统松和Sodick在一台机器上制作完成的模具，现在DMG森就是融入这个游戏。

几年前，我很高兴在我们的实验室里见到了松浦的团队，他们当时给我看的零件给我留下了深刻的印象。正如你在图片中所看到的，单从PBF是不可能得到一个光滑的、完成的表面的。你只能通过机械加工来做到这一点，而这正是他们的混合制造系统所做的。它添加了一些层的部分(在这种情况下，模具)，然后机器和抛光表面，然后添加更多的层，机器，并重复，直到模具完成。这是一个值得一看的景象，我还没有遇到一个加工专家谁可以告诉我如何加工弯曲的内部共形冷却通道，这是可能的与这项技术。如果你有什么想法想和我分享，我洗耳恭听。

同时，如果你专门为公司制造硬工具，我鼓励你关注增材制造的混合使用。到目前为止，你可以用这项技术制作的模具相对较小，但这种情况将会改变。许多公司都在积极开发更大的PBF系统，随着混合动力机器变得越来越好，考虑到与该工具相关的成本和交货时间，人们很快就会开始瞄准大型模具和模具。