DMC海外推广 | 推动3D增材制造在模具中应用

2018年10月19日，中国模具工业协会秘书长秦珂及DMC团队一行四人，到达距伦敦300公里的威尔士尼思郡，参观拜访山特维克集团下属的金属粉制造企业 OspreyPowder工厂。

山特维克是世界领先的金属粉末生产厂家，其生产的气雾化（IGA）金属粉末是增材制造（AM）以及金属注射成型（MIM）行业的原材料。金属注射成型属于量产型的成熟工艺，用于生产数量多且重量轻的小零件，数量级基本在千万件、甚至上亿件。单件重量不超过50g的产品，造就了一年用粉量8000吨、产值超70亿的产业。Osprey Powder在金属粉末的全球高端市场占有绝对的市场份额。

增材制造更多的是对传统的减材制造的补充，一定程度上表现了国家的经济活力与创新能力。增材制造正在通过更有效、生态化的方式融入到现有的生产过程中，是提高特殊制造的能力与效率、弥合原有流程和新流程之间差距的有效手段。近年来3D打印技术进入快速发展期，为我国模具企业带来前所未有的机遇，从增材制造设备、技术、材料的快速市场化应用发展中可见，模具市场应用空间巨大，企业内部生态圈战略版图新布局、产品开发、结构验证、生产模式、销售与商业模式都处于最具关注的变化中。山特维克作为金属粉末世界级的生产厂家已经与美国GE、欧特克、西门子、GF 解决方案、DMG、沙迪克等大型企业构建了完善的增材制造生态圈。作为模具制造装备链都将增材制造装备聚合到整个工艺链中，以提高整个工艺链整体解决的能力。根据模具产业制造加工的特殊性，增材制造技术被融合进现有的模具制造体系，助推模具制造新模式，为提质增效的国内模具企业带来了机遇，在降低模具制造成本上做出了贡献。

山特维克董事总经理理查德先生和生产总监马丁博士接待了考察团。理查德先生和马丁博士介绍了山特维克集团的全球业务以及Osprey Powder工厂的生产情况，展示了OspreyPowder工厂在金属粉末制造行业的实力，并强调了工厂“万事以安全为先(Safety first and neverwalk by)”的核心理念。随后，着重介绍了山特维克在15～20μm的超细粉体结构等前沿领域的发展，在钢粉、铝粉、镍粉和钛粉等方面的技术实力以及超细金属粉末（SPP）和模具随型冷却（ConformalCooling）在中国模具市场的应用情况。

中国模具工业协会秦珂秘书长介绍了中国模具对3D打印在铸造模具、塑料模具中的应用与未来愿景，2018 年1-9月中国模具进口、出口同比去年都保持10%以上的增长。优势体现为：先进的生产技术装备与人才能力、强大的供应链网络与市场生态环境、敬业与工作的灵活机动性、数字模式下的商业经营带来的快速反应。在贸易摩擦复杂多变的国际环境中，中国模具国际化能力稳步提升，国际模具市场实施替代中国模具总体而言替代性不强，中国模具产业链供给与性价比优势持续，是国际模具市场的重要组成部分的基本面稳固。特别是中国塑料模具的制造能力优势明显，随着3D 增材技术的广泛应用，注塑模具随型冷却水路精准贴近模具表面，除了减少模具缺陷还可大幅提升模具冷却效率，最高达50%。同时，增材制造生产的模具是层状堆积的工艺，并由激光选择性烧结，具有高致密度的技术特点，在模具行业的认可度得到大大的增强，3D 增材制造进入模具制造流程已成为许多企业的标配。

Osprey Powder3D 增材成型产品

对于模具行业来说，3D增材制造越来越多地用于原型制造以创建更复杂的设计，在复杂中体现其价值。并增加定制的最终模具功能部件 ( 如：水道、浇口套 ) 的数量，实现产业化。从制造的角度来看，实现定制化与模块化的制造。通过快速实现部件的数字化，创建可打印的数字化文件和数字文档，在CAD中轻松地设计和修改部件以确保理想的规格参数，验证部件和设计的完整性，降低次品率并确保成品质量，以形成更具价格竞争力的组合式解决方案。这也必将大大加快模具、夹具、固定装置等的生产速度，快速形成最终部件。

在中国采用3D成型的终端零件主要在消费性电子、汽车以及医疗行业。型腔模具随型冷却系统作为3D 增材制造技术最典型的模具应用，也是山特维克Osprey Powder工厂增材领域供应量最大、产品最齐全的市场应用。目前，限制模具行业大量采用增材技术的原因，除了最常被提及但也相对容易验证并逐渐被市场所接受的打印速度与性价比之外，还包括下列几个制约点：

(1) 原料端的适样性与供货稳定性。

(2) 设计端的专业人才缺口与创新设计思维。

(3) 工艺参数与材料匹配性。

(4) 打印后的热处理工艺与后加工。

为了打破上述限制，山特维克集团下属的金属粉制造企业Osprey Powder工厂多年前就开始了模具专用材料的开发研制，目前已被广泛应用的产品包含：适合塑料模具的18Ni300，面向铝合金压铸模领域的改良版H13，橡胶模具用材料17-4PH、高硬度改良版420 和开发中的超高硬度材料13Ni400等。结合山特维克集团的内部资源，其材料在RENISHAW、EXONE、EOS、CONCEPT LASER和ARCAM 等设备上重复对产品展开各种性能测试，并进行热处理工艺开发以及抛光性优化的研究。通过一次又一次严谨的实验，配合终端模具客户对质量的高标准要求，期望不久的将来能真正将增材技术普及到模具行业的各个角落。

Osprey Powder 公司“零”承诺

双方还一起探讨了山特维克Osprey Powder工厂加入中国模具工业协会会员的流程以及在 2019年6月上海DMC模展上的合作方案，以及展现其在技术上的优势和行业引领上的具体实施方案。双方会谈圆满成功，为今后的合作奠定了良好的基础。

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