模具被譽為“工業之母”，其應用可以追溯到遠古時代，在過去的幾十年裡，隨著科技革命車輪的滾滾向前，模具製造行業拉開了新的篇章，技術隨之突飛猛進，為加工製造業做出了巨大的貢獻。現如今，雖然世界各地的傳統制造業還是以模具為生產主力，但是模具的發展卻受到了3D打印技術的衝擊。
3D打印能否取代傳統模具製造？
近年來，隨著工業4.0的發展，中國製造業從“製造”向“智造”方向的發展速度越來越迅速，3D打印技術已在我國製造業中得到了廣泛運用，3D打印機可為模具設計和製造提供高效、低成本的支持。甚至隨著3D打印技術的迅猛發展，在部分領域，已逐漸開始顛覆模具技術，與之形成直接競爭關係。
據瞭解，相比3D打印技術，傳統的模具製造需要更多的步驟和工藝，模具生產週期更長。模具製造商推出一種新產品時，在上市之前，新品需通過嚴苛的國際標準和認證，而眾多部件的認證將耗時巨大。這會使新產品在搶佔市場的時間上處於非常不利的位置。而3D打印注塑模具則是一種高效的解決方案。知名廠商施耐德電氣是這麼做的，在他們的開放性實驗室內，利用3D打印技術製造注塑模具。
據施耐德相關人員介紹，通常情況下，生產一個模具需要幾個星期到兩月之久，而使用3D打印技術可以在幾個小時內完成模具原型，並且可以根據測試結果立即進行修改。然後注塑出最終的產品樣品。這些產品樣品可以直接發送認證，而這時傳統模具製造可能仍在生產當中，甚至在模具最後確定之前，3D打印成品就已經通過認證，大大縮短了開發週期。
僅在模具生產週期上，3D打印技術已經對傳統的模具製造產生了一定的衝擊。然而業內專家表示，儘管3D打印技術具有生產週期短、原料便捷、製品壓力均勻等眾多優點，但是3D打印技術並不能完全取代傳統的模具製造方法，這是因為3D打印技術在生產製造過程中還存在一些問題。
比如，3D打印技術是逐層加工得到產品，這雖然會縮短模具的生產週期，但同時也會導致模具表面具有臺階紋效應。直接打印的模具也存在類似問題，後期需要機械加工或者噴砂來消除這些細小的、齒狀的邊緣。此外，小於1mm的孔必須鑽，更大的孔需要擴孔或者鑽孔，螺紋特徵需要攻絲或者銑削，這些二次處理在很大程度上削弱了3D打印模具的速度優勢。
同時，為保證材料流動性能良好，注塑模具需要加熱到非常高的溫度。鋁模和鋼模通常經歷500F(260℃)甚至更高溫度環境，尤其在加工高溫塑料，如PEEK和PEI材料時。用金屬材質模具生產幾千個零件很容易，在最終量產模具出來前也可作為過渡模具使用。而使用3D打印技術製造的模具材料一般是光敏或者熱固性樹脂，它們通過紫外光或者激光固化。這些塑料模具儘管比較硬，但是在注塑的熱循環條件下損毀非常迅速。事實上，在溫和環境下3D打印模具通常在使用100次以內會失效，高溫塑料比如聚乙烯和或苯乙烯。對玻璃填充聚碳酸酯和耐高溫塑料，甚至只能生產幾個零件。
此外，使用3D打印模具的一大原因是其成本低。生產級別機加工模具成本一般是20000美元甚至更多，意味著同1000美元的打印模具是同類比較。但是這個類比並不公平，打印模具陳本的評估通常只考慮材料消耗，並沒有考慮人工、裝配與安裝、噴射系統和五金器具。比如ProtoLabsd的鋁模具花費1500美元可以用於生產。如果需要生產更多零件，採用3D打印模具，每生產50-100個產品就需要重新打印、裝配機測試新的模具。另一方面，不考慮所使用的塑料，鋁模具通常在生產10000個零件之後仍然服役良好。因此，在生產成本上，3D打印並不比傳統的模具製造方法更能節省成本。
另外，在產品設計上，傳統注塑模具製造的原則及實踐已經有超過一個世紀的歷史，行業對其研究比較透徹，比如拔模斜角必須大於等於5度，以滿足大部分鋁模要求。3D打印模具注塑塑料零件卻面臨挑戰，對塑料模具頂針的數量與安裝位置需要額外小心。在增加模腔壁厚和降低壓力方面，3D打印模具(尤其是高注塑溫度)在某種程度上更為靈活。澆口的設計也不同，應當避免使用隧道式和點狀澆口。直接澆口、扇形澆口、翼形澆口應該增加到正常尺寸的3倍。打印模具內聚合物的流動方向應該與3D打印線一致，避免粘滯和低壓引起的高填充。冷卻系統可在一定程度上提高模具的壽命，但不會明顯降低打印模具的循環次數，因為3D打印模具的散熱能力不像鋁模或鋼模那麼好。
綜上，3D打印技術並不會完全取代傳統的模具製造業的地位。因為3D打印模具在成品質量、產品成本和模具設計上與傳統模具製造相比，還存在一定的不足。並且，3D打印也不適合批量生產，生產1件和生產1萬件的成本單價基本接近，而且3D打印需要的時間也較長。目前的3D打印技術只能針對小批量生產週期要求緊張的模具生產，大批量的生產還是以傳統模具製造為主。
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