3d 打印注塑模具：材料比较-凯发k8官网

随着技术能力的提高，使用3d打印工艺来创建最终用途工具变得越来越普遍。

在本文中，我们将重点关注特定的模具应用：低运行注塑成型。在本文中，我们比较了目前业界用于制造注塑模具的两种流行材料。

注塑成型对于 3d 打印材料来说是一项要求很高的应用，因为模具必须承受高温下的加工力，并在多次运行中保持其尺寸精度。3d 打印注塑模具最适合：

• 快速周转时间（1-2 周而不是 5-7 周）。
• 产量低（50 - 100 个零件）的应用。
• 可能发生更改或迭代的模具设计。
• 相对较小（小于 150 毫米）的零件。

在 dsm somos preform 中使用sla打印的低运行注塑模具 3d。

模具制作材料要求

适合制造注塑模具的 3d 打印材料必须具备：

• 高刚度：模具必须在多次运行中保持良好的尺寸精度，并在材料注射过程中承受高压而不变形。
• 耐高温：高热变形温度 (hdt) 至关重要，不仅可以确保模具在材料注射过程中不会失效，而且可以更精确地控制过程。
• 高细节水平：注塑模具必须具有高尺寸精度和光滑的表面。高精度模具将生产高精度零件。

能够生产高精度和光滑零件（无需大量后处理）的两种3d打印工艺是材料喷射和立体光固化成型 (sla)。虽然材料喷射只是一种工业流程，但桌面和工业 sla 系统都存在。桌面sla 3d打印机的可用材料和生产能力虽然不适用于高端生产，所以这里不再讨论。

在本文中，我们重点介绍两种被证明适合在工业环境中制造低运行注塑模具的材料：stratasys 的用于材料喷射的digital abs plus和dsm的用于sla的somos preform 。

免责声明：下面列出的材料特性由制造商提供，并且对应于已进行最佳热后固化工艺的部件。

使用 stratasys digital abs plus 中的材料喷射3d打印的低运行注塑模具。

材料比较

机械性能 - 刚度

somos perform 具有非常高的拉伸和弯曲强度，不仅与数字 abs 相比，而且在所有其他工业 3d 打印材料（例如）中也是如此。然而，它更脆（断裂伸长率低）并且冲击强度较低。对于模具制造，somos perform 的机械性能更可取，因为高刚度和强度是主要要求。

热性能 - 耐温性

热变形温度 (hdt) 表示聚合物在一定载荷下变形的温度。玻璃化转变温度 (tg) 是热固性材料从固态“玻璃状”状态转变为更柔韧的“橡胶状”状态的温度区域。对于注塑成型应用，hdt 和 tg 值都较高是可取的，因此 somos perform 再次优于 digital abs。

*：经过热后处理 ### 3d 打印过程 -  digital abs 和 somos perform 用于不同的 3d 打印过程。下表概述了典型材料喷射和典型工业 sla 系统的能力。这两种技术都可以生产出具有复杂细节的非常光滑的零件，并且几乎不需要后期处理。与 somos perform 相比，数字 abs 在细节水平方面的优势很小，因为材料喷射在所有 3d 打印技术中具有最高的尺寸精度（sla 紧随其后）。

生产能力

digital abs 和 somos perform 都已在工业环境中用于生产低运行注塑模具。下表总结了单个模具可以使用被认为“容易”和“难以”成型的材料（分别为 pp 和玻璃纤维填充 pa）生产的零件数量。

两种材料的机械和热性能差异会影响模具可以生产的零件总数。在正常操作条件下（前 3-4 次运行后），3d 打印模具将达到大约 120 o c 的温度，因为它是从熔化的材料中加热的。良好的热稳定性对于最大限度地减少模具的劣化至关重要。下图的 pa gf 测试样品是使用相同的模具设计生产的，这些模具设计在两种材料中 3d 打印（都显示了第 10 次运行后生产的零件）。使用 digtal abs 模具生产的零件质量要低得多，因为模具已经开始过热和变质，而 somos perform 模具仍然稳定。

* 聚丙烯 (pp) ** 玻璃纤维填充聚酰胺 (pa gf) 来源：promolding 来源：wehl & partner

左：somos perform 中的 3d 打印模具。右图：经过 10 次运行后，在相同的 somos perform（左）和 digital abs（右）模具中生产的玻璃填充聚酰胺部件（来源：interpro）

总结与结论

注塑成型是一种非常苛刻的模具应用：材料必须具有高刚度，并且必须能够在高温下工作。

材料喷射和 sla 是唯一可以生产具有工业应用所需尺寸精度和表面光洁度的零件的 3d 打印工艺。我们比较了用于制造 3d 打印小批量注塑模具的两种材料（每种工艺一种）。

尽管digital abs plus是适用于大多数功能性应用的优秀材料，但somos perform更高的刚度和卓越的热性能使其更适合模具制造。用这两种材料制造的每个模具可以生产的零件数量就可以看出这一点。

源文摘自：hubs