肖婷/1995年生/女/江西吉安人/硕士在读/研究方向为工业设计工程（广西桂林）

刘坚/1973年生/男/甘肃天水人/副教授/研究方向为美术学（广西桂林）

1 3D打印技术简介

3D打印技术又称“增材制造”技术，是集计算机技术、数控技术、激光技术、 CAD/ CAM技术、新材料技术等高技术群的新型成型技术。它是基于传统的平面印刷技术，利用喷头一层一层地将材料在平台上进行堆叠累积，从无到有的构建三维实物的过程。在3D打印技术体系中，新型打印材料、打印工艺、设计与控制软件等是重要组成部分，3D打印机则更是其核心部分。与传统制造技术相比，3D打印技术对于传统模具制造业在生产周期上，操作复杂、设计灵活性、人工成本高、耗时耗力等不足之处上有了很大的改善。3D打印技术是一个技术性的进步，同时也是一次伟大的变革，3D打印技术已经应用到各个领域，比如在服装发饰、教育领域、医疗保健、汽车工业制造等各行各业中，都在模具制造业中应用的十分广泛，让模具制造业发展到一个新的高度，实现了该行业的转型[1]。

3D打印技术原理：分为三个部分，第一，软件建模：如AutoCAD或Pro / E等建模软件，可以满足设计建模要求。因为3D打印机完全基于我们在计算机中构建的3D模型数据，印刷质量在很大程度上取决于3D建模的质量；第二，3D模型分层：该过程是将三维数据转换为二维数据的过程。建立的3D模型沿着平面被逐层划分为多个切片，并且每个切片记录二维打印图案信息。分割层数越精密，产品尺寸的准确度就越高，越接近于原始数据。但也同样受打印机设备与打印材料等因素的限制；第三，模型打印：通过读取文件中的每一分层上的图案信息，将液体，凝胶状、粉末状材料甚至生物活性细胞组织以各种方式结合在一起进行3D打印。通过积累不同形状的分层，最终形成产品结构的三维模型。从以上可以看出，3D打印是通过根据分割的二维片材的层数逐层沉积待喷涂的材料而形成的三维产品。

2 我国模具制造技术的现状

3D打印技术在中国发展之前，模具的主要生产是通过传统的制造工艺方法进行的。但是在实际开发中，模具制造业的技术水平整体不高，同其他发达国家相比较差距仍然很大，对中国模具制造技术业的发展有一定的障碍。由于材料因素的限制，在我国真正能够使用的模具在数量和寿命方面都极低。随着时代的发展，中国的相关技术取得了一定的进展，但国内3D打印模具制造的应用与国外相比仍有很大差距，还存在许多影响模具制造技术发展的问题，例如在中国模具制造技术的发展过程中，生产制造周期性长，新型材料推广不足。由于几十年大部分一直沿用老式材料，一成不变，新材料无法普及，并且新材料远远研究不够，导致了技术停滞不前。将3D打印技术引入到模具行业，对于它的设计和制造等都是一种趋势，对于模具企业来说，虽然不具备对于3D打印设备研究开发的能力，但它们具有占据模具市场资源这一大优势，可以极大地促进3D打印技术在未来模具中的应用[2]。

模具行业被视为工业的基础，与制造业关系十分密切，许多产品往往都依赖模具来制作成形。因此，在模具行业看来，模具本身的制备技术成熟度就显得尤为重要。纵观模具行业的发展，从原来的传统模具制作到机械化加工制作，再到数字化媒体设计与自动化控制的模具数控加工，使得传统制作的工序在不断减少，而模具的质量在不断提高。又伴随着现如今一系列人工智能技术的日趋成熟，模具制造产业正朝着智能制造的方向蓬勃发展[3]。

3 3D打印技术对于模具智能制造的优势

随着科学技术的显著提升，3D打印技术在发展过程中逐渐被模具制造业应用到模具制造中，并且直接运用到了成型、造模、加工、检验、智能机器执行等各环节之中，其优越性显而易见[4]。

3.1 节约模具生产周期时间

由于3D打印技术从设计到生产，将计算机的三维设计转化为实物模型，在过程中省去了传统加工过程中设计、修改、再设计及求证等一系列复杂的程序，大大缩短了生产周期，也因为计算机设计具有灵活性、自动化、精度高、效率快等优势，可及时根据市场需求，调整产品进行再生产。

3.2 降低制造成本

虽然3D打印技术目前用于金属制造成本很高，个别材料也不允许打印，但就塑料产品而言，在资本投资方面相对便宜[5]。一些材料本身具有非常高的成本。因此，使用相对昂贵的材料用传统模具制造方法将导致相对高的废品率。但如果使用3D打印技术制作模具，灵活性可以帮助工程师尝试无数的设计，可以在一定程度上降低由模具设计修改引起的前期成本的浪费。同时，3D打印过程基于计算机软件建模和逐层打印，与传统制造方法逐层减少的过程相比，相对节省了生产材料的成本，并且由于3D打印过程的便利性，设计和生产过程中的人力资源也大大减少。

文章来源：《工业技术创新》 网址: http://www.gyjscxzz.cn/qikandaodu/2020/1013/849.html