打印設(shè)備的類型和性能對精度起著關(guān)鍵作用。以選擇性激光熔化(SLM)設(shè)備為例,這類設(shè)備通過高能量激光束逐層熔化金屬粉末,成型精度相對較高,在理想狀態(tài)下,成型尺寸誤差通??煽刂圃?±0.1 - ±0.3 毫米之間 。這是因?yàn)?SLM 設(shè)備的激光聚焦能力強(qiáng),能夠準(zhǔn)確控制材料的熔化區(qū)域,使每層的成型輪廓與設(shè)計模型高度吻合。而熔融沉積建模(FDM)設(shè)備,雖然操作簡便、成本較低,但由于其通過擠出絲狀材料逐層堆積成型,受材料冷卻收縮、噴頭直徑等因素影響,精度相對遜色,一般成型尺寸誤差在 ±0.2 - ±0.5 毫米左右。此外,設(shè)備的機(jī)械運(yùn)動精度,如工作臺的移動精度、噴頭的定位精度等,也會直接影響模具的精度。老舊設(shè)備因長期使用導(dǎo)致機(jī)械部件磨損,運(yùn)動精度下降,打印出的模具精度也會隨之降低。
材料特性同樣影響壓鑄模具 3D 打印精度。金屬材料是壓鑄模具 3D 打印的常用材料,不同金屬材料的熱膨脹系數(shù)、收縮率存在差異。例如,鋁合金材料在打印過程中冷卻速度快,收縮率相對較高,容易導(dǎo)致模具尺寸變小,影響精度;而模具鋼材料雖然強(qiáng)度高,但在高溫熔化和冷卻過程中,可能因內(nèi)部應(yīng)力分布不均產(chǎn)生變形,使精度難以保證。同時,材料的粒度大小也有影響,粉末粒度均勻、細(xì)小的材料,在打印時能夠更緊密地堆積,有助于提高成型精度;反之,粒度較大且不均勻的材料,會造成成型表面粗糙,精度下降。
工藝參數(shù)設(shè)置也是決定精度的重要因素。打印層厚是關(guān)鍵參數(shù)之一,較小的層厚能夠使模具表面更平滑,細(xì)節(jié)更清晰,精度更高,但會延長打印時間;較大的層厚雖然可以提高打印效率,但成型表面會更粗糙,精度降低。一般情況下,層厚設(shè)置在 0.05 - 0.3 毫米之間,具體需根據(jù)模具要求和設(shè)備性能調(diào)整。此外,掃描速度、激光功率等參數(shù)也會影響精度。掃描速度過快,材料可能無法充分熔化和融合,導(dǎo)致層間結(jié)合不緊密,出現(xiàn)縫隙或孔洞;激光功率過高,會使材料過度熔化,造成局部變形,影響尺寸精度。
后處理環(huán)節(jié)對壓鑄模具 3D 打印精度的提升也不容忽視。打印完成的模具通常需要進(jìn)行打磨、拋光、熱處理等后處理工序。打磨和拋光可以去除表面的毛刺、粗糙部分,使模具尺寸更接近設(shè)計值;熱處理能夠去除內(nèi)部應(yīng)力,減少模具因應(yīng)力釋放產(chǎn)生的變形,進(jìn)一步提高精度。但如果后處理工藝不當(dāng),如打磨過度,可能會使模具尺寸變小,反而降低精度 。