有工業的（de）地方就有模（mó）具。無論是個性化定製的金銀首飾，亦（yì）或是批量生產的日常（cháng）用品，都離（lí）不開模具，所以模具被（bèi）譽為“工業之（zhī）母”乃實至名（míng）歸。從古代的青銅（tóng）鼎鑄造到現代的汽車生產，模具涵蓋了各行業的眾多生產工藝（yì），是一門既古老而（ér）又不斷與時俱（jù）進的行業。縱觀模具行業的發展曆程，從最初的純手（shǒu）工製作模具（jù），到模具的機械（xiè）加工，再到如今引入了數字化設計與自動控製的模具數控加工，模具在精度、難度不（bú）斷提高且（qiě）生產周期不斷縮短的同時，純（chún）手工製作的工序在不斷（duàn）減少。隨著3D打印、智能機床、高精度的三維測量設備等（děng）技術的日趨成（chéng）熟，模具（jù）生產正朝著智能製造的方向發展。

 

　　在眾多的新技術中，最早應用到模（mó）具行業的當屬（shǔ）3D打印了。

 

　　在模具的設計、製作及維護三個（gè）主要環節中，都能找到3D打印（yìn）的應用案例。在模具設（shè）計開發之前，會有一個完整的產品設計開發過程。引入3D打印輔助產品的（de）設計開發，不但可（kě）以降低產品實樣的研（yán）製費用，而且大（dà）幅縮短（duǎn）了（le）開發的周期。模具的優勢在於大批量的產品生產，但鑒於（yú）傳統生產工藝的製約，新產品推出市場前通常（cháng）得先開模具。如果市場反應良好，模（mó）具能投入到批量生產，自然皆大歡（huān）喜（xǐ）；倘若市場反應平平，新（xīn）產品（pǐn）沒（méi）有批量生產的意義，那（nà）麽前期開發的模具都將浪費。如果用3D打印機生產出小批量新產品探（tàn）索市（shì）場，可（kě）節省（shěng）前期模具的開發周期及費用，即便（biàn）是用（yòng）3D打印代替部分配件，也可節省一筆模（mó）具開發費（fèi）用。然後根據市場反饋的信息，對反應良好的產品進行改進後再開模生產，有的放矢的效果並非打魚撒網所（suǒ）能及。模具設計的合理性直接影響到模具製作的精度、工藝以及使用壽命，對於（yú）結構複雜（zá）的模具，用3D打印機將CAD軟件設（shè）計的（de）模具構件打印（yìn）出來，通（tōng）過實際的裝配進一步驗證結構（gòu）的合理性。

 

　　進入到模具（jù）製作的環節（jiē），3D打印應用就更廣了。對（duì）於尺寸精度要求高而且結構複雜的塑料模（mó），通（tōng）常在正式開模前會先做一套試驗模。與正式模相（xiàng）比，試驗模的材料強度低、而且結構（gòu）精簡，隻需為正式模提（tí）供實際生產數據以（yǐ）供驗證即可。盡管如此，試驗模的費用以及生產周期仍然可觀。借助3D打印技術，將模腔以及抽芯等部件直接打印出來，再結合傳統的模具組立方式（shì），可大幅降低模具的（de）生產周期以及生產成本。以3D打印代替（tì）數控加工、電火花（huā）等多種（zhǒng）加工工藝，使模具的加工與（yǔ）調試以及配件尺寸的調整變得相當（dāng）便捷。

 

　　前麵所講述的都是塑料3D打（dǎ）印的應用，在正（zhèng）式模具的（de）製作中，還會用到金屬3D打（dǎ）印的工（gōng）藝。在塑料模具中，冷（lěng）卻是其中一個很重要（yào）的工藝環節，合理的冷卻係統可在確保塑料件尺寸（cùn）精度高、產品變形小（xiǎo）的前（qián）提下，盡量縮短產品的注塑時間，以提高生產效率。傳統的工藝是在模具型腔板與行位（抽芯滑塊）上通（tōng）過鑽孔、堵孔等方式加工出一個直線框式的運水係統。此法雖然可以借助銑床、搖臂鑽（zuàn）床（chuáng）等設備加工出來（lái），但運水（shuǐ）係統往往與產品的形狀相去甚遠，造成（chéng）冷卻不均（jun1）勻（yún），導致生產效率上不去。如果根據產（chǎn）品的形狀設計出運水係統，可使模具的冷卻更加均勻，縮短了產品的冷（lěng）卻時（shí）間，提高其品質與（yǔ）生產效率。這種冷（lěng）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曲曲（qǔ），非常規方（fāng）法所能加工，因此這類型腔板與行位需要用金屬3D打印機直接打印出來（lái）。但金屬打（dǎ）印（yìn）造價較為昂貴，因此，目前金屬3D打印主要還是適用於精密模具的特殊零部件加工。

 

　　模具完成並投入生產意味著進入了維護階段，在這個階段通常會遇到因產（chǎn）品細節需要局部調（diào）整的改模以及模具損壞的維修。

 

一款遙控器的塑料模修改的案（àn）例，按客戶要（yào）求需（xū）要在電池倉（cāng）加一個缺口。由於修改的部位在模腔的曲麵上且較為精細，決定采用激光補焊加電火花加工（gōng）的方案。之所以不選用成本更低的氬弧焊， 一是因為其過多的焊肉會增加電火（huǒ）花加工的成本，二是容易造成模腔的棱角部位發生熔融坍（tān）塌，三是因為其發熱（rè）大，容易造成模具變形。用激（jī）光補焊來修複（fù）金屬表麵的一（yī）些缺陷部位較（jiào）為直觀、易操作，但是在（zài）模腔的曲麵上增加（jiā）一個有尺寸要（yào）求的配（pèi）合部位就不（bú）是那（nà）麽容易了。特別（bié）是普通的焊接車間，通常不具備2D或3D視圖軟件，而且焊接師傅的看圖能力有限，口述或者簡單的文（wén）字說（shuō）明很難得到一個相對（duì）精準的焊接效果。因此我們使用桌麵（miàn）級的FDM打印機將模具該部分的最終形狀打印出來，工人可以直觀（guān）地進行補焊（hàn），並通過（guò）卡尺的測量準確地控製電火花的加工餘量。