Применение технологии 3D-печати в производстве пресс-форм

Дата выпуска: 10.04.2026

Технология 3D-печати появилась в середине 1990-х годов. Используя созданную на компьютере 3D-модель в качестве основы, она с помощью программного обеспечения разделяет модель на отдельные слои и использует систему ЧПУ для послойного создания физических объектов. Специализированные материалы — такие как керамический порошок, металлический порошок, пластмассы или даже биологические ткани — избирательно сплавляются или соединяются с помощью лазерных лучей, нагретых сопел или других источников энергии. Основной принцип работы аналогичен принципу работы обычного принтера: вместо традиционных чернил и бумаги «печатающий материал» состоит из обработанных порошков или жидкостей, таких как керамика, металлы или полимеры.

В индустрии пресс-форм 3D-печать позволяет изготавливать компоненты пресс-форм со сложной внутренней структурой, в частности, с конформными каналами охлаждения, которые трудно или невозможно получить с помощью традиционных методов производства. Интеграция конформных систем охлаждения значительно повышает эффективность охлаждения, способствует равномерному распределению температуры и, следовательно, улучшает как качество продукции, так и производительность.

Применение 3D-печати в проектировании пресс-форм.

Дизайн продукции продолжает развиваться вместе с достижениями в области технологий, культуры и эстетики. С появлением 3D-печати дизайнеры больше не ограничены традиционными производственными рамками. Эта свобода позволяет им больше сосредоточиться на творческом исследовании форм и функциональных инновациях.

Современная разработка продукции все чаще делает упор на параллельное проектирование. Интеграция факторов, охватывающих весь жизненный цикл продукта, на ранних этапах проектирования позволяет выявлять и решать потенциальные проблемы на последующих этапах, такие как технологичность, сборка или техническое обслуживание, заблаговременно. Такой подход минимизирует итерации проектирования и сокращает общее время разработки.

В рамках этой парадигмы параллельного проектирования различные этапы и команды работают одновременно и совместно. Здесь ключевую роль играет 3D-печать: она позволяет командам разработчиков быстро преобразовывать концептуальные модели в точные физические прототипы на ранней стадии проектирования, что способствует эффективной коммуникации и оценке.

В отличие от традиционных рабочих процессов, которые полагаются исключительно на абстрактные эскизы или двухмерные чертежи для визуализации, что часто препятствует четкой коммуникации между членами команды, 3D-печать позволяет всем заинтересованным сторонам, включая конечных пользователей, непосредственно видеть и трогать функциональные прототипы. Это осязаемое взаимодействие позволяет легко сравнивать структурные, эстетические и функциональные различия между вариантами дизайна, помогая быстро выявлять недостатки и совершенствовать концепцию посредством итеративных циклов до тех пор, пока окончательный дизайн не будет оптимизирован.

Применение 3D-печати в производстве пресс-форм

Сегодня многие производители в различных отраслях промышленности внедряют 3D-печать, причем производители пресс-форм являются одними из наиболее активных пользователей. Традиционно 3D-печать широко использовалась для создания прототипов с целью проверки структуры, внешнего вида и функциональности продукта перед началом полномасштабного производства пресс-форм.

В последние годы, благодаря постоянному развитию и совершенствованию технологий 3D-печати металлом, все больше предприятий, занимающихся изготовлением пресс-форм, изучают возможность непосредственного применения 3D-печати в самом процессе изготовления пресс-форм. Используя свои уникальные преимущества, эта технология помогает значительно сократить сроки изготовления пресс-форм и снизить производственные затраты.

Металлическая 3D-печать в основном используется для изготовления вставок в пресс-формы — особенно сердечников, полостей и сложных направляющих, оснащенных конформными каналами охлаждения. По сравнению с традиционной механической обработкой, прямая 3D-печать этих компонентов обеспечивает значительно более высокую эффективность и гибкость, не ограниченную внутренней геометрией или внешней сложностью.

Традиционно каналы охлаждения создаются путем сверления прямых цилиндрических отверстий, которые должны обходить конструктивные элементы и собранные компоненты, что существенно ограничивает свободу проектирования. В отличие от этого, 3D-печать позволяет создавать каналы охлаждения. конформные каналы охлаждения которые точно повторяют контур поверхности пресс-формы. Это не только обеспечивает более равномерную температуру пресс-формы, но и позволяет быстрее и эффективнее охлаждать. В результате скорость извлечения из формы и время цикла сокращаются без возникновения остаточных напряжений, деформации или других дефектов, обычно связанных с поспешным охлаждением, что обеспечивает производительность охлаждения, значительно превосходящую традиционные методы.

В традиционных конструкциях каналы охлаждения должны обходить вставки и конструктивные элементы, что препятствует их оптимальному размещению. Например, как показано на изображении выше, канал охлаждения во вставке сердечника не может равномерно повторять его сложную форму, что приводит к неравномерному охлаждению и высокому риску деформации детали.

Это ограничение напрямую связано с традиционными производственными процессами, которые полагаются исключительно на сверление или сборку с помощью вставок — методы, по своей природе неспособные создавать изогнутые или оптимизированные по топологии каналы.

Благодаря развитию и внедрению 3D-печати металлом в индустрии пресс-форм, у конструкторов появилась инновационная платформа для создания действительно конформных систем охлаждения. Освободившись от традиционных технологических ограничений, они могут стратегически встраивать каналы охлаждения, которые равномерно повторяют геометрию вставок пресс-формы, обеспечивая быстрое и однородное охлаждение.

Преимущества 3D-конформных систем охлаждения по сравнению с традиционными системами:

1. Сокращенное время охлажденияСокращает время цикла литья под давлением или литья под давлением на 30–70%, значительно повышая эффективность производства, объем выпуска продукции и качество готовой продукции.
2. Улучшено качество деталейУстраняет деформацию, растрескивание, заусенцы, пористость и другие дефекты, вызванные неравномерным охлаждением или остаточным напряжением, повышая однородность и надежность конечного продукта.
3. Увеличенный срок службы пресс-формы и более низкая стоимостьБолее равномерное управление тепловыми процессами снижает термическую усталость, продлевает срок службы пресс-форм и снижает себестоимость единицы продукции.

В целом, хотя внедрение 3D-печатных пресс-форм в Китае все еще отстает от международных стандартов, преобразующее влияние этой технологии на производство пресс-форм неоспоримо. Интеграция 3D-печати в проектирование и производство пресс-форм является явной отраслевой тенденцией. В настоящее время лишь немногие китайские компании активно изучают это применение, но по мере индустриализации и коммерциализации 3D-печати производство пресс-форм представляет собой весьма перспективное направление, особенно для многочисленных малых и средних предприятий, занимающихся производством пресс-форм.

Пример из практики использования пресс-формовочных вставок.

• Процесс: SLM (селективное лазерное плавление)
• МатериалИнструментальная сталь (18Ni300)
• Толщина слоя: 0,035 мм
• Оборудование: Forgecise Металлический 3D-принтер iSLM280
• Время сборки: 2 часа 15 минут
• Постобработка: Фрезерование
• Приложение: Производство пресс-форм

В более широком смысле, в то время как аэрокосмический и оборонный секторы предъявляют высокие технические требования, а медицинские приложения сталкиваются со строгими нормативными требованиями и ограниченными возможностями индивидуализации, индустрия пресс-форм — поддерживаемая разветвленной экосистемой специализированных предприятий и промышленных кластеров — имеет исключительно хорошие возможности для широкого внедрения и масштабирования технологии 3D-печати.

О Forgecise

Forgecise является новатором в области аддитивных технологий производства, специализирующимся на предоставлении высокоэффективных материалов, оборудования и технологических решений для 3D-печати металлом в сфере производства пресс-форм, энергетики и других отраслях промышленности.