毕业设计（论文）-铁芯冲片的模具设计及快速制造技术研究.doc

毕业设计铁芯冲片的模具设计及快速制造技术研究学生姓名： 陈豪 学号： 112018235 系 部： 机械工程系 专 业： 材料成型及控制工程 指导教师： 梁红英 二零一五年 六月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 铁芯冲片的模具设计及快速制造技术研究 系部： 机械工程系 专业： 材料成型及控制工程工程 学号： 112018235 学生： 陈豪 指导教师（含职称）： 梁红英（副教授） 1设计意义及目标学生应通过本次毕业设计，了解冲压模具的结构及设计方法；了解快速制造技术的方法及应用；了解3D打印快速制造技术的工作原理、适用材料、制造工艺及在模具制造中的应用，为学生在毕业后从事材料成型技术工作打好基础。2主要任务。（1）查阅20篇以上的科技文献（2）零件名称：铁芯冲片生产批量：大批量材料：Q235厚度：1mm1）了解冲压模具设计的方法。分析所给零件的工艺方案和模具结构。计算凸凹模的尺寸。2）绘制凸凹模的零件图和并建立图凹模的三维模型。3）掌握3D打印快速制造技术的工作原理、适用材料、制造工艺流程及工艺参数4）用3D打印快速成型设备制造凸凹模。掌握模具设计的方法，并通过3D打印快速成型设备制造模具的主要零件。分析比较快速成型工艺和传统工艺各自的优缺点。（3） 完成毕业设计的开题答辩、中期检查。（4）按照毕业论文的撰写要求完成毕业论文、参加答辩。3主要参考文献1丁松聚主编.冷冲模设计.北京：机械工业出版社，2001.102王广春，赵国群.北京.快速成型与快速模具制造技术及其应用.机械工业出版社，2013.13刘厚才，莫健华，刘海涛.三维打印快速成形技术及其应用J.机械科学与技术，2008，（9）4张海鸥,韩光超,王桂兰.快速制造模具技术J.中国机械工 程,2002,22:1903. 5李青,王青.3D打印:一种新兴的学习技术J. 远程教育杂志,2013,04:29.6李小丽,马剑雄,李萍,陈琪,周伟民.3D打印技术及应用趋势J.自动化仪表,2014,01:1.7聂福荣,黄彩霞,王帆.冲模设计与制造技术的发展现状及前景J.模具技术,2005,04:60-61.8张海鸥.快速模具制造技术的现状及其发展趋势J.模具技术,2000,06:84-85.9王雪莹.3D打印技术与产业的发展及前景分析J.中国高新技术企业,2012,26:3-4.4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1查阅文献，完成开题报告12月1日12月31日2阅读相关文献，完成凸凹模计算1月1日3月10日3绘制凸凹模的零件图和三维图并完成中期检查3月11日4月30日4用3D打印设备制造凸凹模5月1日5月15日5撰写毕业论文，准备答辩5月16日6月10日审核人： 年 月 日铁芯冲片的模具设计及快速制造技术研究摘 要：3D打印快速成型技术是一门新兴技术,具有很大的潜力。3D打印快速成形技术指在不需要任何刀具、模具、工装的情况下，根据产品的三维CAD设计数据，利用快速成形设备及自上而下分层堆积的工艺，快速准确地制造出产品原型的一项新技术。本文在介绍三维快速成型打印技术的发展历程以及三维打印产业未来的发展前景、三维打印快速成型技术的工作原理、制造工艺流程及特点的基础上,分析了三维快速成型打印技术在模具制造方面的应用以及跟传统模具制造工艺的不同，完成了铁芯冲片的模具设计并用3D打印设备打印了一套模具,分析了ABS打印材料及打印工艺参数对零件质量的影响，展望了3D打印技术的未来发展趋势。关键词：模具，快速制造技术，3D打印The design of core punching die and the research of rapid manufacturing technologyAbstract: 3D printing is a rapid prototyping technology emerging technology with great potential. Rapid Prototyping 3D printing technology is such a technology that there is no any tools, dies, tooling , according to the three-dimensional CAD design data products, the use of rapid prototyping equipment and top-down layered technology, quickly and accurately create a product prototype a new technology. This paper describes the future prospects of the three-dimensional rapid prototyping printing technology development process as well as three-dimensional printing industry, three-dimensional printing works rapid prototyping technology, basic manufacturing processes and characteristics, analyzes the three-dimensional rapid prototyping printing technology in the manufacture of dies applications and different with the traditional die manufacturing process, completing the core punching die design and 3D printing device using a die, the effect of ABS printed material and printing process parameters on part quality, look forward to the 3D printing technology development trends in the future .Keywords: Die, Rapid manufacturing technology, 3D printing目 录1 绪论11.1 冷冲模11.2 国内外的研究进展22 冲压模具的设计42.1 冲裁件的工艺性分析42.2 工艺方案的确定42.3 模具类型的选择52.4 排样设计52.4.1 排样方法的确定52.4.2 搭边的选取52.4.3 送料步距与条料宽度62.4.4 材料利用率62.4.5 排样图62.5 冲裁力和压力中心的计算72.5.1 冲裁力72.5.2 压力中心的计算82.6 刃口尺寸计算82.6.1 冲孔刃口尺寸计算82.6.2 落料刃口尺寸92.7 冲裁模主要零部件的结构与设计102.7.1 凹模的设计102.7.2 凸模的设计122.8 凸凹模强度校核132.8.1 凸模的强度校核132.8.2 凹模强度校核142.9 压力机的选取与校核142.9.1 压力机的选取142.9.2 压力机强度校核142.10 其它零部件的选择153 3D打印快速制造技术163.1 工作原理163.2 运用材料163.3 制造工艺流程163.3.1 熔融沉积造型（FDM）163.3.2 激光烧结成型（SLS）163.3.3 光固化快速成型原理（SLA）173.3.4 三维打印过程（3DP）173.3.5 分层实体分层实体制造法（LOM）183.4 成型工艺参数184 冲压模具的传统与现代制造工艺比较194.1 传统制造工艺194.1.1 传统制造工艺的特点194.2 现代制造工艺194.2.1 现代制造工艺的特点204.3 传统制造工艺与现代制造工艺的关系215 3D打印技术生产冲压模具225.1 使用设备和主要参数225.2 使用材料介绍225.3 打印过程分析235.3.1 三维设计235.3.2 切片处理235.3.3 完成打印235.4 模具的三维截图和3D打印实物图245.4.1 模具的三维截图245.4.2 3D打印实物图266 结论28参考文献29致 谢30I太原工业学院毕业设计1 绪论1.1 冷冲模 冲压模具设计一定要是可靠并且有效的设计，而且要利于制造。大多数刚毕业的学生，在刚开始设计冲压模具会很容易犯一些错误:第一个是不会对模具类型进行正确的选择，比如随意采用各种模具，没有进行必要的分析等;第二个是在进行设计时对精度要求太高，而不在成本方面等进行考虑分析，另外对其他方面的要求也过高。而这两方面却又是冲压模具设计不可或缺的，想要在模具设计方面成功，这两方面是基础。在日常的冲压模具中不可或缺的装置是冲模。它的模具的结构一定要符合日常冲压的标准，在冲压出符合要求的产品的基础上，还要求有以下一些优点：能够进行大量生产；在制作产品时操作不能繁琐，要简洁；要经久耐用，能进行长时间的工作；同时使用时要绝对的安全，不能有过多的安全隐患；还有在成本低廉的情况下，能够便于制造和维修。冲模中进行工作的部分叫成形零件。成形零件又包括了很多部分，如凸模、凹模还有凸凹模等。说到冷冲模就有必要说下模具的快速制造技术。传统的模具制造方法由于其自身固有的生产周期长、投入风险高、产品改进困难等缺点，在一定程度上成为企业在市场竞争中发挥活力的制约因素。针对传统的机械加工模具制造技术的上述缺点。在最近几年中，又开发了在快速原型技术的基础上的新技术快速模具制造技术。 快速制模技术包括直接法和间接法。直接法是由rp系统在没有模具的基础上直接进行模具的制造。间接法是由rp系统在制作产品后，对产品进行复制的方法。间接法其实在很久以前就已经进行使用，并且已经有了很多在这方面的成果。在rp技术逐渐发展起来之后，直接法就受到的高度的关注，但是目前的直接法还不完善，在很多方面还有很多的不足，相比间接法实用性不高。说到快速制造技术就一定要提及3D打印技术。3D打印属于快速成形技术的一种技术。它利用各种软件建立三维模型，同时通过各种符合3D打印要求的可粘合材料，并且一层一层的像打印一样的去制作我们所需的制件。这种制造工艺具有特别的创新性。随着3D打印技术的快速发展，它受到各界在各个方面越来越多的关注。3D打印具有很多优点，在很多方面都表现不错。它的优点包括快速制造、数字制造、降维制造、堆积制造、直接制造等。同时它还有在3D打印中的7种制造工艺。3D打印技术在全世界的商业方面将得到发展。在应用方面也将得到发展，3D打印必将成为一个趋势。3D打印改变了我们传统的制造工艺，让我们向更加智能化的方面进行发展。1.2 国内外的研究进展 冷冲模的国内外研究进展： 在技术方面考虑，模具制造技术又可以从五个阶段进行分类:第一个阶段手工操作阶段；第二个阶段手工操作加机械化阶段；第三个阶段数字控制阶段；第四个阶段计算机化阶段；第五个阶段CAD/CAE/CAM信息网络技术一体化阶段，我们国家现在主要在数字化阶段发展。我们从冲压模具的类型和结构方面来观察的话，我们国家目前发展的还不是很完善，还是以单工序的冲压模具为主，复合模和连续模等比例占有很小，复合模相对于多工位连续模多一些，多工位连续模比例占有更小。在最近几年有统计表明：一些相对先进的企业在复合模和多工序连续模的占有比例相对较高，但是一些乡镇的企业和在不是沿海的企业大多只用单工序模，复合模和多工序连续模占有的比例极少。在我们国家开始发展CAD这项技术到现在，CAD已经在模具设计占有越来越大的比重，地位也是不断的提高，拥有其他技术所不能比的优越性。它改变了我国在模具设计方面一直以来用人的经验和手工的机械制图来完成的方式。尽管我们国家已经在CAD发展了很久，但是我国在CAD技术还主要停留在二维设计水平，而发达国家已经普遍的利用CAD在三维方面有了巨大的发展，三维设计已经相当完善。从与发达国家的比较中看出，我们国家在CAD方面还有很长的路要走。快速制造技术的国内外研究进展：快速成形与制造是分层层积技术。它拥有对模具进行快速制造的能力。它包括融激光、材料科学、信息与控制技术等。它是在近代模具设计及制造中最重大的的发展及成果。RPM技术从出现到现在的不断发展，目前已经在多个领域，多个方面得到了广泛的应用。国外的很多大型企业著名的品牌都对RPM技术相当的关注，并且在产品设计中都用到了RPM技术，在产品设计的各个方面都涉及到了这项技术，并且非常成功的利用这项技术在产品设计上得到了很大的进步。同时逐渐发展起来的快速制造模具技术在高效、低成本、优质等方面都有非常不错的表现。在占有市场时，这项技术成为了不可或缺的手段。这也是RPM技术取得了更加巨大的发展，让RPM技术所能取得的利益更多。同时也让RPM技术得到了更加广泛的关注。3D打印技术在国内外的发展情况：在长时间的发展和研究，3D打印技术已经在很多方面有了很大的完善，同时也有了很大的进步。其中在精细分辨率方面已经达到了相当精细的水平。同时还能在高精度的基础上，进行彩色打印。 到现在为止，在全世界3D打印方面，在美国有两大企业在这方面拥有巨大成果，并且已经将这项技术应用到商业方面，在市场上占据了巨大的比例的份额。另外在该项技术上有重大成就的还有其他很多企业。至今为止，欧美发达国家已经将3D打印技术进行长足的发展。他们已经把3D打印向商业的方向进行延伸，并且取得了成果。比如在电子、汽车等方面，3D打印能让制件的生产更加高效，同时拥有更低的成本。而且在制造复杂的制件时能更加方便、简洁，操作简单，没有传统制造工艺的费时费力。在操作简单高效率的基础上，3D打印还能保持较高的精度要求。另外3D打印技术还应用于个性化制件的制造，并且获得了很大的欢迎。 从上个世纪以来，我们国家诸多大学也对3D打印技术进行了研究和开发。清华大学在很多方面都有研究，并且有了很大的进步;华中科技大学在分层实体制造工艺方面也进行了研究，同时有了一些成果，还推出了hrp成型机和成型材料;西安交通大学还通过自己研究开发，实现制造除了三维打印机喷头，并且研究除了相应的成型材料，而且达到了很精细的水平等。虽然我们国家在3D打印方面有了不少成绩，但是和发达国家还是有很大的差距。 2 冲压模具的设计2.1 冲裁件的工艺性分析生产批量：大批量材料：Q235厚度：1mm 图2.1 冲裁件 Q235属于普通碳素钢，延伸率高，冲压性能好，该冲裁件结构简单对称。如图2.1冲裁件所示： 300.17 尺寸公差为IT13 200.10 尺寸公差为IT12其他尺寸按IT14级进行加工，查表得尺寸偏差分别为： 孔的尺寸和孔间距均符合要求，适合冲裁。2.2 工艺方案的确定 这个冲裁件有两个步骤：冲孔和落料。 可以拟定两个方案：先冲孔后落料 先落料后冲孔。 属于单工序模具，需要两套模具，生产效率低 属于多工序模具，生产效率高。 该冲裁件的产量高，适合采用多工序模进行冲裁。 所以采用号方案进行冲裁。2.3 模具类型的选择 两套模具 分别为冲孔模和落料模，这种单工序模制造方便，成本低，但是精度达不到要求。 级进模 又称连续模，生产效率高，易实现自动化，一套模具。 复合模 在一套模具中完成两道工序，但是结构复杂，成本高。 该冲裁件可以用复合模和级进模，两套模具的精度达不到要求，但是复合模的成本高，结构复杂，不利于自动化，级进模精度达到要求，结构简单，利于实现自动化，所有最终选择级进模进行冲裁。2.4 排样设计 冲裁件在条料上的布置方法称为排样。 排样方案分为五种：方案一 直排 方案二 斜对排 方案三 直对排 方案四 另一种直对排 方案五 在保证冲裁件使用性能的前提下，适当改变其形状后，仍采用直排 。 排样的原则是：提高材料的利用率 使工人操作简便、安全，减轻工人的劳动强度。使模具结构简单、模具寿命较高。 排样应保证冲裁件的质量。2.4.1 排样方法的确定 排样方法分为：有废料排样法 少废料排样法 无废料排样法 该冲裁件我们到考虑冲裁零件的形状、尺寸、材料，采用有废料排样法。2.4.2 搭边的选取 排样时冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺余料称为搭边。 查冷冲模设计表3-10得 工件之间搭边值 a=1.5mm 侧面搭边值a1=1.8mm2.4.3 送料步距与条料宽度 送料步距 由式3-24得 A=D+a A平行于送料方向的冲裁件宽度 a冲裁件之间的搭边值 A=35+1.5=36.5mm 条料宽度 由式3-26得 B=（D+2a1+2+b0）0- b0-条料与导料板的间隙 D冲裁件与送料方向垂直的尺寸 板料剪裁时的下偏差 由表3-11得 =0.5 由表3-12 得 b0=5 B=（50+2*1.8+2*0.5+5）-0.50 =59.6-0.50mm2.4.4 材料利用率 = = 62.7%2.4.5 排样图 图2.2 排样图2.5 冲裁力和压力中心的计算2.5.1 冲裁力 由式3-15得 F=KLt L冲裁件的周长 材料抗剪强度 K系数，常取K=1.3 Kx卸料力系数 Kt推件力系数 n梗塞在凹模内的冲件数（n=h/t） h凹模直壁洞口高度 查表得，=350 Kx=0.05 Kt=0.05 F=KLt=（35*2+20*4+50+10*5+2*8）*350*1.3*1=136.62 KN 其中冲孔 F1 =KL0t =2*8*1.3*1*350 =22.87 KN L0孔的周长 落料冲裁力 F2=136.62-22.87 =113.75 KN 卸料力 Fx=KxF1 =0.05*22.87 =1.14 KN 推件力 Ft=nKtF1 =9*0.05*22.87 =10.29 KN （n取9） 总冲压力 F总=F+Fx+Ft =136.62+1.14+10.29 =148.05 KN2.5.2 压力中心的计算 X0=25 Y0= = 15.2 压力中心的坐标为（25，15.2）2.6 刃口尺寸计算2.6.1 冲孔刃口尺寸计算 由式 d凸=（dmin + x）-凸0 d凹=（d凸 + Zmin）0凸 d凸、d凹冲孔凸模、凹模基本尺寸 dmin冲孔件最小极限尺寸 冲裁件的公差 x磨损系数，查表3-5得 x=0.5 凹、凸凹模、凸模制造偏差 查表3-3得 Zmin=0.100mm Zmax=0.140mm Zmax-Zmin=0.040mm 查表3-6得 凹=+0.020mm 凸=-0.020mm 凹+凸=0.040mm0.040mm 符合凹+凸 Zmax-Zmin 要求 d凸=（ dmin + x ）-凸0=（8+0.5*0.36）-0.020=8.18-0.0200mm d凹=（ d凸 + Zmin ）0凸=8.280+0.020mm2.6.2 落料刃口尺寸 第一类尺寸=（冲裁件上改尺寸的最大极限尺寸-x）0+（1/4） 第二类尺寸=（冲裁件上改尺寸的最小极限尺寸+x）0-（1/4） 第三类尺寸=冲裁件上该尺寸的中间尺寸 （1/8） 当以凸模为基准件时，凹模磨损后刃口部分尺寸变化不一。 由表3-3查得：Zmin=0.100mm Zmax=0.140mm 由表3-5查得：尺寸30mm的 x=0.75 尺寸20mm的 x=1 其余尺寸均为 x=0.5 A50=（50-0.5*0.62）0+（1/4）*0.62=49.690+0.155mm A35=（35-0.5*0.62）0+（1/4）*0.62=34.690+0.155mm A15=（15-0.5*0.43）0+（1/4）*0.43=14.7850+0.1075mm A7.5=（7.5-0.5*0.36）0+（1/4）*0.36=7.320+0.09mm A10=（10-0.5*0.36）0+（1/4）*0.36=9.820+0.09mm 以上属于第一类尺寸 A30=（30-0.17+0.75*0.34）0-（1/4）*0.34=30.0850-0.085mm 尺寸30mm的属于第二类尺寸 A20=20（1/8）*0.2=200.025mm 尺寸20mm的属于第三类尺寸落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别为49.69mm、34.69mm、14.785mm、7.32mm、9.82mm、30.085mm、20mm。但是不用注明公差，注明以0.100.14mm间隙和落料凹模配制。 落料凸凹模尺寸如图2.3所示： 图2.3 凸凹模尺寸2.7 冲裁模主要零部件的结构与设计2.7.1 凹模的设计 凹模厚度的确定:H=kb（15mm） 凹模壁厚: c=（1.52）H（3040mm） 凹模边长: B=b+2c b冲裁件的最大外形尺寸 k系数 查表4-3 得k=0.35 H=0.35*50=17.5mm 取 H=18mm c=（1.52）H=2736mm 取c=30mm B=b+2c=110mm 凹模的设计将冲孔和落料的凹模整合到了一起，凹模另一外形尺寸为： 35*2+1.5+30*2=131.5mm 如图2.4所示为凹模尺寸： 图2.4 凹模2.7.2 凸模的设计 凸模长度 L=H1+H2+H3+Y H1凸模固定板的厚度，外形尺寸一般与凹模大小一样。 H2卸料板的厚度 H3导料板的厚度 Y附加长度，一般取1520 L=18+10+6+20=54mm冲孔凸模如图2.5所示： 图2.5 冲孔凸模 落料凸模如图2.6所示： 图2.6 落料凸模2.8 凸凹模强度校核2.8.1 凸模的强度校核 由模具设计与制造简明手册查得 d4tb/压 d凸模最小直径 b冲压材料的抗拉强度 压许用压应力 凸模材料取20（HRC6064）,许用压应力为250MPa300MPa 4tb/压=4*1*350*1.3/250=7.28mm8mm 符合强度要求。2.8.2 凹模强度校核 弯=3p（b/a）/H（1+b/a）弯 a*b下模座长方孔尺寸 弯=3050公斤力/毫米 1公斤力=10N 弯=3*148.05*(52/37)/18*（1+52/37） =45公斤力/毫米 符合要求2.9 压力机的选取与校核2.9.1 压力机的选取 P=148.05KN 查模具设计与执照简明手册选取 开式双柱可倾压力机 J23-16。J23-16压力机的技术参数如下：表2-1公称压力/t16滑块行程 /mm55最大闭合高度/mm220滑块行程次数/次mm120工作台尺寸：前后/mm300工作台尺寸：左右/mm450垫板尺寸：厚度/mm40模柄孔尺寸：直径/mm40模柄孔尺寸：深度/mm602.9.2 压力机强度校核 Hmin+10mmH模具Hmax-5mm H模具=H下模座+H上模座+H垫板+H凸模+H凸凹模 =40+25+40+50+30 =185mm Hmin=40+25+40+30 =135mm Hmax+10H模具Hmax-5 符合要求2.10 其它零部件的选择 上模座与下模座查表 1-248 、1-249得 上模座： L*B=125*100mm H=25mm H0=85mm 下模座： L*B=140*100mm H=30mm 模柄: d=40mm 垫板： H=40mm L*B=63*50mm 螺钉： M8 销钉： M43 3D打印快速制造技术3.1 工作原理3D打印属于快速成形技术的一种技术。它利用各种软件建立三维模型，同时通过各种符合3D打印要求的可粘合材料，并且一层一层的像打印一样的去制作我们所需的制件。3.2 运用材料3D打印运用材料种类：ABS卷材(FDM)、HIPS卷材(FDM)、PLA卷材(FDM)、PETG卷材(FDM)、光敏树脂(SLA)、尼龙粉末(SLS)、PS粉末(SLS)、PP粉末(SLS)、金属粉末(SLS)、陶瓷粉末(SLS)、PVC片材(LOM)、纸张(LOM)、石膏粉末(3DP)、树脂砂/覆膜砂(SLS)。3.3 制造工艺流程3.3.1 熔融沉积造型（FDM）FDM这种工艺应用十分的广泛。好多3D打印机都使用FDM来进行打印。因为用FDM来制造相对其他工艺很容易进行制造。 FDM会通过加热头把3D打印的材料加热融化，这时材料能随时准备被挤出成型。在材料融化之后，加热头会通过CAD编写好的轨迹进行移动，这时候喷头会把融化的材料挤压出来，而在挤压出来之后，材料会迅速凝固成型。FDM制造制件的这个流程就像我们日常生活中的打印机一样，只是把材料换了，3D打印用的是特殊的熔融材料。3D打印机的底座和喷头都能在垂直方向移动，这就能使3D 打印机进行快速的一层一层的打印。并且在进行每一层打印时都是通过CAD编写好的运动轨迹进行移动，最后制造出设计好的制件。3.3.2 激光烧结成型（SLS）激光烧结是在我们模具制作的三维数据可以使用的基础上采用分层加工进行制造的一种技术。然后根据三维数据的指示，制件被转换为一整套切片。在所有这些切片中，每片切片都表示了制件一个横截面的高度。激光烧结就是把这些切片通过层层累加，最后叠加成一个完整的制件。在最底层开始通过激光能量将粉末融化，它被打印到粉末上，最后形成一个固化层。接下来下一层在之前的层上进行同样的步骤，来达到一层一层的累加，最后完成制件的加工。我们一般以尼龙粉末作为材料。3.3.3 光固化快速成型原理（SLA） 激光束通过液态光敏树脂被激光照射凝固的原理在电脑控制下，根据电脑指示照射树脂，一层一层的凝固树脂。在凝固完一层树脂后，工作台往下移动一个标准长度进行下一层的凝固，同时要保证每一层之间的粘结，就这样不断的粘接之后完成一个完整的制件的制造。通过这种方法制造的制件精度很高，材料不浪费，制造的效率也高，制造方便。 SLA一般成型材料为液态光敏树脂3.3.4 三维打印过程（3DP）3DP利用读取制件的信息，通过材料将这些被读取的截面一层一层的打印出来，然后通过粘接把每一层之间层与层粘结到一起，最后制造出一个完整的制件。这种方法最好的地方是它几乎能制造出任何形状的制件。 打印机在打印过程中的厚度或者分辨率是以微米为单位的。不同的打印机能打印出不同厚度的层，一般能打印100微米，有些精度较高的能打印出16微米的层。如果我们用传统的制造工艺来制造一个制件或许要花上几天，但通过三维打印技术我们能把制造一个制件的时间缩短至几个小时。这就是三维打印的特点及优点。传统的制造工艺能用较低的成本来制造很多的产品。但是三维打印能高效、快速的完成数量小的产品，而且成本很低。一台不大的3D打印机能足够让很多人同时使用。3.3.5 分层实体制造法（LOM）LOM所使用的材料一般为片材。LOM通过电脑向制件提取数据，然后通过激光切割按照所提取的数据对纸片进行切割出该有的形状。切割完之后会有新的纸片进行下一次的切割，并且制片之间进行粘结，就这样一层一层的进行粘结叠加，最后形成的所设计的制件。3.4 成型工艺参数3D打印成型工艺参数：成型技术、成型尺寸、打印精度、打印速度、喷嘴工作温度、工作噪音等。4 冲压模具的传统与现代制造工艺比较4.1 传统制造工艺 传统制造工艺向高效化、敏捷化、清洁化发展。机械加工是模具制造不可或缺的一种加工方法。它的特点是精度高、生产效率高，能加工各种形状的工件。但是加工复杂的工件时，效率低，材料利用率低，同时还需要操作熟练的工人。特种加工不同于传统的机械加工，它也称电加工。它的特点是：加工情况与工件的硬度无关；工具和工件一般不接触；可加工各种复杂的零件；易于实现自动化。塑性加工主要是冷挤压制模法。它不需要将型面进行精加工，速度快、省料，精度高，能制造复杂零件。铸造一般制造一些对精度要求不高的模具，制作速度较快。焊接是将分散加工好的模块焊接在一起，来形成所需模具。这种方法比较简单，快速、省料，但是精度不高。4.1.1 传统制造工艺的特点传统制造工艺还存在着很多的不足，表现在以下方面: (1)传统制造工艺只能通过个各种加工工艺来完成制造，制造死板，不灵活，单调，存在很大的局限性。(2)传统制造工艺取决于需求，企业要什么工件就生产什么工件，企业要大批量的该工件，就大批量的生产。不同的企业所要的工件不同，所要生产的数量也不一，同时企业的管理方面也不同。(3)传统制造工艺只注重先进的设备等，而往往忽视企业的管理，和人的创造力。 (4)传统制造工艺只在工件的质量、成本、效率等方面进行考虑，但对市场的需求，如何缩短周期，更快供货上考虑欠佳。4.2 现代制造工艺高速铣削技术和传统数控加工方法相比较,用高速加工方法可确保产品的 加工精度以及表面质量,同时可以减少刀具的磨损,提高刀具的使用寿命。CAD和CAM技术的研究发展也十分的迅速，在生产中发挥着重要的示范作用并且产生巨大的经济效益。虚拟制造是基于产品模型、可视化技术、计算机仿真技术及虚拟现实技术，在计算机内完成产品的制造、装配等制造活动的制造技术。逆向工程是以特定的方式完成一个实物模型的仿制工作快速成形技术是由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维物理实体的技术。绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量以及成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。4.2.1 现代制造工艺的特点 (1)现代制造工艺是面向21世纪的技术现代制造工艺是在传统制造工艺的基础上通过发展演变而来的。它既有传统制造工艺的优点，同时又弥补了好多传统工艺的不足。同时它在多个领域都涉及到，受到广泛的关注。并且它还与最新科技相结合不断完善。它代表着制造技术的最先进的阶段。 (2)现代制造工艺是面向工业应用的技术 现代制造工艺涉及到各个方面，它不仅仅只是制造，它将各个方面形成了一个体系，一个完整的整体。它不但注重在制造上，它还在为企业提供更好的实际效果方面，帮助企业提高竞争力和综合素质以及效益等。它很适合被企业中进行推广使用。 (3)现代制造工艺是驾驭生产过程的系统工程 现代制造工艺特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理等方面的应用。它要不断的吸收先进技术的优点相互结合，同时也要吸取传统工艺的优点进行综合的合理的消化，最后驾驭生产过程的系统工程。 (4)现代制造工艺是面向全球竞争的技术 随着全球化的巨大发展，世界各国的联系越来越多。而各国之间的竞争也越来越频繁，也越来越激烈。而现代制造工艺的出现适应了这种环境。同时它也成为了各个国家竞争力的一个标准。一个国家的现代工艺先进水平代表着这个国家在全球市场上的竞争力和地位。4.3 传统制造工艺与现代制造工艺的关系传统制造工艺不会被会被淘汰，至少近几年不会。而现代制造工艺将向全球、网络、自动等方面进行进一步的发展。传统制造工艺和现代制造工艺相辅相成，互补互利，在不同领域发挥各自的作用，谁也不能取代谁。人类能做的便是找寻更节能，更环保的方式满足当今社会的物质需求。5 3D打印技术生产冲压模具5.1 使用设备和主要参数 3D打印属于增材制造，它不像传统的制造工艺。传统的制造工艺属于去除型制造，将原料通过各种操作去除材料来达到制造工件的方法。3D打印是通过一层一层的材料的累加，最后形成一个完整的工件的方法。3D打印相对与传统工艺材料利用率高，效率高，成本低，缩短周期。 3D打印技术要用到的设备为3D打印机。3D打印机一般要考虑到以下参数：打印速度、打印精度、打印成本、细节分辨率、材料性能、能打印的颜色等。5.2 使用材料介绍MSL 特高强度钢。GPL 不锈钢材料，具有很好的抗腐蚀及机械性能，适用于功能性原型件和系 列零件。PHL 不锈钢材料，高强度和韧性，适用于功能性原型件和系列零件，被广泛 应用于工业和航空航天领域。IN718 铁镍合金，主要是用于高温下苛求优异的机械和化学特性的合金。主要 拥挤航空航天工业的动力涡轮机和相关零件的制造，在高达700C的温 度下，他的蠕变强度高。MPL 一种基于钴铬钼超耐热合金的复合材料，它具有优秀的机械性能、高抗 腐蚀及抗温特性。SP2 材料成分与CobaltChromeMP1基本相同，抗腐蚀性较MP1更强，Ti64 成分为Ti6AlV4（钛六铝四钒），众所周知的材料比重非常小、质轻。AlSi10Mg铝合金，在航天、汽车方面运用到。20 铜合金的复合材料，具有良好的机械性能、优秀的细节表现及表面质量、 易于打磨、良好的收缩性可使烧结的样件达到很高的精度，适用于注塑 模具和功能性原型件的制造。5.3 打印过程分析5.3.1 三维设计 三维打印通过电脑建立模型并对制件进行扫描数据，然后根据扫描的数据进行切片，然后完成一层的打印，以此类推，一层一层的进行打印粘结，最后完成一个完整的零件的打印。打印机和计算机通过stl格式来进行联系，stl格式的文件能在电脑上使用，也能通过相应软件生成打印机直接使用的文件。5.3.2 切片处理3DP利用读取制件的信息，通过材料将这些被读取的截面一层一层的打印出来，然后通过粘接把每一层之间层与层粘结到一起，最后制造出一个完整的制件。这种方法最好的地方是它几乎能制造出任何形状的制件。 打印机在打印过程中的厚度或者分辨率是以微米为单位的。不同的打印机能打印出不同厚度的层，一般能打印100微米，有些