楊國星

[摘 要]增材制造也稱為3D打印，這類新式打印方式可用來填補傳統(tǒng)打印的缺陷，在根本上更新了日常的打印流程。相比來看，3D打印表現(xiàn)為更多的優(yōu)勢，因而日益適用于現(xiàn)今的打印領域。在制造容器模具時，3D打印可用來提供精準的模具外形并且減低了容器制造耗費的總成本。從目前應用看，制造容器模具的相關領域更多采納了新式的3D打印。對于此，有必要解析制造容器模具過程中的打印技術根本原理。結(jié)合制造業(yè)的真實狀態(tài)，探析3D打印在制造流程中的具體應用。

[關鍵詞]3D打??；容器模具制造；具體應用

中圖分類號：TH164 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）17-0316-02

從現(xiàn)狀來看，模具制造在總體工業(yè)領域內(nèi)占有更明顯的位置，工業(yè)制造的各流程都不可缺乏模具制造。最近幾年，模具制造表現(xiàn)出更優(yōu)的成效性，這種基礎上也便利了各環(huán)節(jié)的容器制造。然而不應忽視，模具制造仍沒能達到完善，有待長期的改進。這是由于，開發(fā)特定容器模具的流程是較復雜的，容器本身以及模具的制造應當彼此吻合[1]。由此可見，設計及制作容器模具的總體質(zhì)量密切關系到容器產(chǎn)品的特性，也關乎市場內(nèi)的銷量。若要在根本上減低成本并且創(chuàng)造更優(yōu)的產(chǎn)出，就要逐步接納3D打印的新技術用來輔助模具制造，在這種基礎上確保各批次的優(yōu)良模具生產(chǎn)。

一、3D打印的技術特性

快速成型簡稱為3D打印，是借助計算機來轉(zhuǎn)換原始性的文件圖形，專門設備可用來逐層打印。在上世紀末期，這類打印方式被創(chuàng)造出來，新式技術根植于材料堆積的流程及方式。3D打印通常針對于CAD特定的文件或數(shù)據(jù)，打印的介質(zhì)為粘合性的粉末金屬，可以構造出某一特定物體。從技術特性來看，3D打印擺脫了常規(guī)打印必備的加工機械，可以辨認給出來的微機圖像進而制作出容器模具。從這個角度看，3D打印縮短了研發(fā)特定打印產(chǎn)品的時限，生產(chǎn)效能也由此而提升[2]。

具體而言，先要給出設置好的三維模型，在給定模型上分離可得多層次的二維圖像，這些圖形被視作特定數(shù)目的片層。后期在打印時，打印裝置在選定的平面上可以沉淀材料而后垂直移動這些材料。經(jīng)過連續(xù)的打印步驟，打印裝置可給出合格的模具制品。由此可見，3D打印融合了多類型的制造業(yè)技術，只要給出明確思路即可制作出合格的容器模具。

相比于常規(guī)制造業(yè)，3D打印擺脫了減材制造的流程，轉(zhuǎn)而采納了加法規(guī)則。預先給出設計思路，3D技術可把原始思路快速變成設置好的模型。針對于制造業(yè)，3D打印也可省略常用的機床、夾具及刀具等，在根本上符合了新階段內(nèi)的一體化模具制作。從制造成本看，3D方式也可用來節(jié)省超出一半的容器模具經(jīng)費，同時縮短至30%的原始加工時間。截至目前，3D打印已經(jīng)衍生出多樣的打印技術，因而也可適用于多領域內(nèi)的產(chǎn)品制造。

二、制造容器模具選用3D打印的必要性

作為增材制造的新式技術，3D技術彌補了常用技術缺陷。從這個意義來看，3D方式突破了沿用下來的制造業(yè)方式，因而屬于重大更新。從原理角度來看，3D打印很類似常見的打印，然而所需原材卻并不相同。這是因為，3D打印并不是借助墨水來打印，而是選用了樹脂、塑料或新型粘結(jié)劑作為打印介質(zhì)[3]。從分類來看，3D打印包含了新式的粘結(jié)打印、沉積式的熔融成型、蠟質(zhì)的打印等。3D打印也可替換為激光頭，用來分層制造某些實體。根本原理即為：初期的建模選用CAD予以完成，而后進入切片的分層式模型處理。在打印流程的后期，打印機可分層予以處理切片并且用來打印，這樣就構建了三維式的實體容器模型。

工藝制造不可缺乏模具，這是因為模具可用來塑造出特定的容器形態(tài)，通?？梢运茉旃桃簯B(tài)的容器。在外力輔助下，模具可把給出來的毛坯變成所需規(guī)格的精確容器。制作容器模具的常用流程是很繁瑣的，若要制作特定的某一容器那么還需要耗費偏高的總體成本。例如：開發(fā)新式瓷瓶或玻璃瓶時，先期的設計通常都并不吻合制作出來的產(chǎn)物，因而體現(xiàn)出較大的預期誤差。若再次去更改，那么還會耗費更多的原材投入。

目前在制造業(yè)中，容器模具適合于更廣范圍內(nèi)的容器加工，例如成型沖壓、擠壓機模鍛、壓力性的鑄造、制作陶瓷或橡膠塑料等。此外，注塑成型所需的模具類別也是較多的。針對于開發(fā)及更新容器產(chǎn)品，模具質(zhì)量及后期的加工水準都表現(xiàn)出較大影響。由此可知，模具制造密切銜接于現(xiàn)今的工業(yè)進步[4]。

三、具體技術操作

（一）打印操作的流程

第一步為建模。針對給出來的容器產(chǎn)品，首先就要構建精準的模型，建模步驟需要借助于計算機的輔助?，F(xiàn)今的階段內(nèi)，3D方式可選用CAD或Pro等建模軟件來具體操作。應當注意的是：在建模步驟中，相關人員應能遵照設置好的例圖予以操作。這是由于，打印機在操作打印的流程中也嚴格遵照選定的三維模型。在這種狀態(tài)下，建模決定著后期的打印質(zhì)量。

第二步為分層。制作容器模型過程中，3D模型應能轉(zhuǎn)化先期制作好的三維模型，把它設置為易于辨認的二維信息。打印機設有可操控的自動軟件，在這種基礎上相關人員還需設置明確的參數(shù)。沿著縱軸方向，打印機可把模型細分成各層次的片層[5]。在這些片層中，各層次都代表著較薄的圖層且記錄了原始性的打印信息。若設置了較多片層，那么打印得出的模具將會更精確，同時也符合了設置的原始指標。受到設備的約束，打印好的薄片厚度也有限度。

第三步為打印。在3D技術下，打印機可辨別薄片內(nèi)的數(shù)據(jù)信息，進而粘合了膠狀、液態(tài)或粉末片狀的組合型材料。在粘合多層材質(zhì)的基礎上，打印機也積累了分層式的二維圖形，這就為后期制造立體性的容器模型提供了基礎。打印設備可用來自動辨別多層次的二維薄片，逐層堆積得到所需的模型產(chǎn)品。

（二）新式技術優(yōu)勢

首先，3D打印可用來簡化原始的打印步驟，同時節(jié)省成本。從企業(yè)角度來看，3D打印協(xié)助企業(yè)節(jié)省了投入至打印培訓中的經(jīng)費，創(chuàng)造出更多樣的模具產(chǎn)品。經(jīng)過切削的改進，3D打印在最大幅度內(nèi)減低了經(jīng)費，原材浪費因而也被減小。在3D方式下，相關人員不必再去組裝特定產(chǎn)品，借助3D手段即可自動成型。對于分層式的打印，可同時配備附帶性的模具產(chǎn)品。

其次，3D的流程擺脫了常用工藝設置的限度，在更大范圍內(nèi)吻合了新式制造業(yè)。突破技術限度，可以制作更多樣的模具類產(chǎn)品。在傳統(tǒng)領域內(nèi)，企業(yè)先要設置前期性的打印培訓，相關人員才會熟識多步驟的打印操作。然而，3D打印節(jié)省了初期的耗費，可直接從給出來的文件中識別信息[6]。

第三，新穎的打印模式也拓展了全新的商業(yè)范圍。在技術輔助下，模具制造類的企業(yè)在日常制作產(chǎn)品時可做到按需來生產(chǎn)，進而切實縮小了積壓性的庫存。從未來趨勢看，3D打印還可用在模具容器制造的更多領域內(nèi)并且顯示獨有的優(yōu)勢。

四、制造容器模具的具體應用

具體在模具成型時，3D方式先要預制明確的設計圖，而后依照設置的圖示予以詳細制作。若預先制作出來的容器模具符合了規(guī)格那么即可直接予以投產(chǎn)，如果沒能符合指標還可繼續(xù)修正。詳細來看，容器模具制造中的3D打印包含了如下應用：

（一）快速制造的技術

在多種情況下，3D打印都會受限于容器原材，因而有必要設置快速成型的技術。從具體分類看，快速模具針對于硬質(zhì)或軟質(zhì)這兩類的模具，可以間接或者直接去制作某類的容器。例如：經(jīng)過激光燒結(jié)，可直接制作出所需的砂模。因為激光具備了較高的總能量，可用來熔化高分子性的粘結(jié)劑進而將砂礫粘結(jié)為整體。選用這類流程可獲得所需的金屬件，砂模鑄造得到的金屬件具備了更優(yōu)的表層粗糙度。此外，熱縮澆筑可得特定的塑料產(chǎn)品，然而制作這類模型需要考慮到較脆弱的力學特性[7]。

（二）噴涂金屬的制造法

金屬噴涂的具體操作中，母?？梢栽O置為打印得出的原型。在母模的表層，可噴涂較薄的合金涂層而后制作金屬殼。在模具的本體中，可以填入新式的復合型模具材料。借助這種流程，相關人員可快速制作出達標的鑄模用作后續(xù)的容器制造。母模設有基底下側(cè)的支撐，噴涂金屬可以構成內(nèi)側(cè)的模具型腔借以支撐上側(cè)的整體。針對熔點較低的金屬、陶瓷零件及環(huán)氧樹脂等，3D打印都表現(xiàn)出更短的耗時及更低的成本。

（三）制作硬質(zhì)的容器模具

容器生產(chǎn)中所需的剛性模具是硬質(zhì)性的，這類模具可用來塑造各異的容器類型。通常來看，硬質(zhì)模具在具體制作過程中可選用不銹鋼材質(zhì)或液態(tài)性的粉末，這種方式加工可得硬質(zhì)的金屬容器。此外，3D技術還可用來翻制灌注后的硅膠模，經(jīng)過燒結(jié)的流程可以除掉上覆的粘結(jié)劑進而獲得疏松的模型內(nèi)部結(jié)構，確保最佳的模型致密度。

結(jié)語

從市場趨勢看，3D打印的配套設備正在日益更新，與之相應的容器模具制造也拓展了規(guī)模。3D打印包含了較多類型，打印的流程也可借助于新式的介質(zhì)。在未來實踐中，制造容器模具的相關行業(yè)將更加緊密銜接于3D打印的新方式，進而開發(fā)出新階段內(nèi)的打印流程。然而，容器模具制造選用的3D打印仍沒能達到完善，相關人員需要熟識3D打印的步驟并嘗試予以運用。后期實踐中有必要不斷歸納珍貴的技術經(jīng)驗，服務于根本性的打印質(zhì)量提升。

參考文獻：

[1] 王子明，劉瑋.3D打印技術及其在建筑領域的應用[J].混凝土世界，2015（01）：50-57.

[2] 秦培凡，蘇賀，李慧蕓.3D打印在容器模具制造領域的應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2015（08）：41.

[3] 王穎，袁艷萍，陳繼民.3D打印技術在模具制造中的應用[J].電加工與模具，2016（S1）：14-17.

[4] 蔣立新，易翔翔，邵潔.3D打印技術的發(fā)展及在軍工領域的應用[J].中國軍轉(zhuǎn)民，2013（12）：58-62.

[5] 郭其民. 3D打印技術在制冷空調(diào)行業(yè)的應用前景分析[J].制冷與空調(diào)，2016（02）：7-11.

[6] 鄧濱，歐陽漢斌，黃文華.3D打印在醫(yī)學領域的應用進展[J].中國醫(yī)學物理學雜志，2016（04）：389-392.

[7] 盧燕明.探索中國3D打印工業(yè)領域應用市場[J].金屬加工（冷加工），2014（21）：21-29.