3D打印在工业方向的应用

应用背景：对于结构复杂的试验型航天零部件，常规加工难度大，且制作成本高、加工制作周期长。加工制作的效率直接影响试验进度，因此一种高效、低成本的加工方式是十分有意义的。3D打印技术作为新型成型技术，无畏任何复杂结构，可以快速进行实体加工制作，但是材料种类较为局限，其材料性质无法满足实验的使用需求，且成本较高，而基于3D打印模具的多种材料成型技术可以很好的解决材料性质和成本的问题，本文详细介绍了这种新型的设计加工方式。

 一种隔音结构试验件，如图1所示，由1/4球体和细框架构成，框架截面2*2mm，传统加工方式为分块CNC数控加工，通过胶水在框架处进行粘接，材料为电木，加工周期1周左右。加工成本1000元。

设计制作过程概述 

一、模型拆分 

二、设计3D打印模具

 三、3D打印

 四、制作硅胶模具 

五、浇注PU树脂固化成型

 六、粘接 

1、考虑到脱模问题，零件无法一体成型，需要进行拆分，如图2，考虑到后期粘接强度问题，这里以四分之一部分进行模具设计

2、基于拆分好的模型进行3D打印模具设计，如图3，模具设计需要根据硅胶和PU树脂的材料特点，设计脱模方式及灌胶口预留，还需考虑到模具的密封，避免浇筑过程中材料泄露导致浇筑成型缺陷，综合以上的设计原则，进行打印模具设计。

3、硅胶模具制作：基于3D打印模具进行硅胶模具制作，按照设计进行装配，灌胶等待固化。

4、基于硅胶模具进行PU树脂浇筑。

5、打磨掉注胶口，光顺表面，进行粘接。

总结:

优点：通过新型的设计及加工方式，可以实现低成本、高效率、结构复杂异型的产品零部件的制作。

缺点：因受到3D打印尺寸的限制无法进行一体化大型产品零件的制作；

因受到打印精度及人工加工制作的限制，产品精度略低，无法满足高精度需求；因受到加工制作方式的限制，在浇筑材料选择上较为单一，仅能制作液体固化型材料。

这种新型的设计及加工方式在某些领域上能完全取代传统加工制造，在整体工艺上有着革命性的突破，因3D打印技术的优势，可以为设计者带来更多的无限可能，随着制作材料种类的丰富，这种工艺方法将会在更多行业中有所应用。