幾乎所有的3D打印技術都能夠在模具制造領域中找到應用的切入點，例如通過選擇性激光熔化（SLM）技術3D打印注塑模具中的隨形冷卻通道，通過數字光處理（DLP）技術3D打印熔模鑄造的母模，以及通過光固化（SLA）技術或Polyjet技術快速制造小批量的注塑模具。目前這些應用皆是在完成模具的3D打印之后，將模具交付給生產線進而使用這些模具制造出*終的產品。

    美國的一家創業企業Collider公司則在3D打印模具的基礎上多邁出了一步，將反應式注射成型工藝集成在了其Orchid 3D打印機中，實現從液體材料到成品塑料零部件的一站式自動化解決方案。究竟這臺多功能的3D打印機有哪些獨特之處？本期，小編就與大家一起一探究竟。

    一臺設備實現模具3D打印和塑料零部件成型

    特殊的工藝

    Collider公司把Orchid 3D打印機所擁有的技術稱為“可編程模具”技術。Orchid 3D打印機基于一種連續數字光處理3D打印技術（continuous DLP），該技術以較快的速度通過UV光源將光敏樹脂材料進行固化成型，3D打印出一個中空的薄壁模具。Orchhid 3D打印機的構建體積為380mm*215mm*380mm，每小時可打印的模具高度為7cm， Collider的目標為36cm/小時。

    接下來， Orchid會自動啟動反應式注射成型工藝來完成塑料零部件的制造任務。那么，這項任務是如何完成的呢？首先，讓我們簡單了解一下反應式注射成型工藝。

    反應式注射成型是一種工業成型加工工藝，這種方法所用的注射原料不是聚合物，而是將兩種或兩種以上液態單體或預聚物，以一定比例分別加到混合頭中，在加壓下混合均勻，立即注射到模具中，在模具內聚合固化，定型成塑料制品。由于所用原料是液體，用較小壓力即能快速充滿模腔，所以降低了合模力和模具造價。

    Orchid 中的反應式注射成型工藝也采用了類似的原理，當模具的3D打印完成之后，Orchid 3D打印機的打印床會升起，通過打印床中的孔注塑材料從雙組分的樹脂混合系統中流入到模具中，在模具中發生固化成型，同時空氣控制系統保證反應式注射成型過程中沒有氣穴或變形。由此，Orchid設備可以自動完成模具的3D打印以及后續的注射成型工藝，在整個過程中，對人工的依賴極少，僅是在完成注射成型之后，由人工去除成型的零部件，通過熱水沖洗去除外殼，從而得到一個完全致密的塑料零部件。

    解決了什么市場痛點？

    那么，像Orchid 這樣一個特殊的3D打印機與傳統的模具制造和反應式注塑成型工藝有什么不同之處呢？Collider公司研發這樣的設備又抓住了哪些市場需求呢？

    Collider 公司通過與制造業用戶的溝通了解到，通過傳統模具制造和反應式注塑成型工藝大規模生產塑料零部件的工作往往進行的比較順利，可是在制造小批量的塑料零部件時，他們會被高成本和交貨期長的問題所困擾。

    針對這個問題Collider公司推出了Orchid 這種特殊的解決方案，Collider公司還以汽車尾燈為例算了一筆賬，以往生產10個尾燈大約耗時11天，每個尾燈的成本約為259.40美元，如果用Orchid設備制造單個汽車尾燈的時間為2個小時，單件成本為5.44美元。

    靈活的材料解決方案

    對于零部件注射成型所需的材料，原則上市場上已有的注射成型材料均可以為Orchid設備所用，對于這些已經應用成熟的注射材料Collider 公司無需花費過多精力對材料進行驗證。Collider 公司開發了一款APP，通過APP 用戶將會找到豐富的注射材料，這些材料都是第三方的材料制造商所提供的。當然，Collider公司在材料入住APP平臺中之前，會對材料樣品進行簡單的測試，一旦測試合格即可成為Orchid設備可用的材料。

    Collider公司*早的材料合作伙伴為橡膠、塑料材料制造商Smooth-On，在Orchid設備的研發階段Collider就開始使用Smooth-On的材料進行小批量塑料零部件的生產，零部件質量得到Smooth-On的認可。隨后，Collider又在APP中陸續引入了6種不同的注塑材料，包括硬質聚氨酯（PU）、硬質聚氨酯橡膠、阻燃聚氨酯和中等柔性硅膠等。

    豐富多樣的材料使Orchid 設備可應用的領域非常廣泛，可制造的產品從機械零部件到工業密封件，從航空內飾件到定制化鞋墊。近期，Collider將開放材料API接口，邀請更多的材料制造商入駐。

    目前，Orchid設備尚未進入到市場銷售階段，但已可以為客戶提供小批量塑料零部件快速制造的服務，預計Orchid設備的上市時間為2018年。