2025年3月25日,全球3D打印技术领军企业3D Systems携手中国合作伙伴厦门兴安泰科技,通过线上直播形式展示了其创新的“3D打印蛋壳模具技术”。这场名为“揭秘3D打印蛋壳模具与硅胶件制造”的直播活动,吸引了科技爱好者、制造业从业者及医疗、消费等多个领域的专业人士关注,为增材制造在硅胶部件生产中的应用提供了全新思路。
兴安泰科技销售总监林志宏在直播间展示了一系列通过3D打印蛋壳模具成型工艺制造的硅胶产品。包括相机保护套、密封圈、眼镜配件等。据林志宏介绍,使用SLA和DLP 光固化技术也能够打印出蛋壳模具,但是内部的支撑结构十分难以去除。而使用3D Systems的MJP 3D打印技术来制造,其使用了蜡质的支撑材料,能够很容易的通过溶解去除,而且打印精度很高,可以得到一个完美的中空壳体,在注入硅胶之后,就能够得到所需要的硅胶零件。
蛋壳模具技术:颠覆传统制造流程
蛋壳模具技术(Eggshell Molding)是一种基于增材制造的牺牲模具工艺,也被称为“数字硅胶模具”。其核心流程分为三步:
①首先通过3D打印技术制造出纤薄的一次性模具;
②随后将硅胶或其他材料注入模具中固化;
③最后剥离模具,获得最终产品。
该技术解决了传统模具开发周期长、成本高且难以实现复杂结构的痛点,尤其适用于小批量、高复杂度部件的快速生产。
林志宏在直播间演示了使用3D打印的蛋壳模具,通过注入硅胶来制造零件的过程,整个过程非常快,仅需要1-2分钟时间。模具上设计好了多个排气孔位,方便排出气体,注入之后封堵好入口,然后将模具放置进行固化定型。
△透明壳体为3D打印的蛋壳,黑色材料为注入的硅胶材料
定型完成之后,将蛋壳破碎之后,就能取出所需的零件了。
△用锤子破碎蛋壳模具
△使用3D打印蛋壳模具生产的硅胶零件
3D打印蛋壳模具解决方案
3D Systems 公司资深工程师丁超具体介绍了面向蛋壳成型推出的3D塑料打印解决方案,包括ProJet@MP2500Plus、Figure 4、PSLA和 SLA 系统,非常适合用于制造最终用途的功能硅胶部件,帮助您的公司大幅提高产品开发效率,进而实现以下目标:
当天完成纯硅胶部件生产,加快设计迭代和最终用途验证塑造极其复杂的细节,例如解剖结构、纹理特征以及精细特征降低各种弹性部件的迭代速度和生产成本
改善最终产品的性能。
常用的核心设备为MJP设备和3D Sprint软件,使用高分辨率导入设置,保留精细特征,避免特征被磨光或 过于简单。无论部件简单与否,只要存在任何类型的曲率,这都是最为理想的选择。
在3D Sprint软件中,可以设置浇口、冒口、结构支撑、桥架以及流道摆放,并进行抽壳等操作。一般使用SLA和Figure 4可以打印壁厚低至0.3mm的蛋壳模具。对于MJP,建议打印壁厚不小于0.8mm的部件。
对于几何形状不太复杂的部件,建议使用 SLA、PSLA或Figure4。这三种系统的速度和材料效率可以让您在 24小时内完成部件生产。如果部件较为复杂,具有切槽、底部切削和内部腔体等特征,则建议使用MJP平台,借助一个可以熔化并排出的蜡质支撑完成打印。
现成的硅胶产品都可用于注塑。完成手动混合和真空脱气后,用混合管将硅胶回填到注射器或预装的可注塑盒。大多数硅胶都可以手工注塑;邵氏值较高(60A 以上)时,才需要借助机械。
3D Sprint 蛋壳模具插件大大减少或消除了依赖外部设计工具为您的 3D Systems 打印机创建注塑成型部件的需求。减少在多个软件之中移动文件所浪费的周期。利用简单且实惠的单一软件解决方案,即可降低运行混合软件环境的整体风险,并降低总体运营成本。
最后,3D Systems详细介绍了一些之前完成3D打印蛋壳模具制造的硅胶零件案例,让用户能够更深刻的来理解这项技术工艺。
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