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4步——3D打印蜡的完整指南
2026-02-24
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Why
几千年来，金属工人一直使用蜂蜡，手工雕刻工具模型或其他物品。蜡制模型包裹在一种材料中，使其周围变硬。当蜡融化掉后，硬化的外壳就变成了一个模具，液态金属被倒入其中。
今天，这种工艺被称为熔模铸造，或者珠宝商所说的失蜡铸造。除了现在3D打印蜡和蜡样浇注材料的速度和可定制性大大提高之外，它并没有太大的变化。
不是通过注塑成型或雕刻制作模型或图案，而是使用计算机辅助设计(CAD)软件设计零件并直接在蜡中3D打印。有专门用于工业、牙科和珠宝铸造的软件程序，所以你不需要深厚的设计技能。还可以通过3D扫描对现有部件进行逆向工程，并将其上传到CAD软件。
蜡模型的3D打印正在成为许多行业的首选方法。去年，“3D打印珠宝市场2023：市场研究与预测”研究表明，到2031年，3D打印珠宝市场将达到9.89亿美元，而2021年为4.89亿美元。
蜡模型可以降低高达95%的铸造成本。
有三种不同类型的3D打印用于制作蜡模型。
对于珠宝和小尺寸、小批量的3D打印，桌面还原聚合打印机是最典型的，因为它可以创建精细的模型。通过还原聚合，如立体光刻(SLA)、掩膜立体光刻(MSLA)或直接光处理(DLP)。还原聚合也可用于较大的蜡模型工业或雕塑与工业尺寸的打印机。这个过程需要一些后处理步骤，遵循材料制造商的指导为熔模铸造准备模型是至关重要的。
材料喷射是另一种3D打印技术，它可以沉积蜡状材料，并在紫外线下立即固化。它通常比还原聚合快得多。一种类型的材料喷射称为按需滴注(DOD)。这项技术使用两个打印头来打印两种不同的材料；一种是部件的主要材料，另一种是溶解在液体溶液中的可溶性支撑材料，只留下光滑的模型。这进一步简化了流程，因为无需手动移除支架。
在这种技术下，有一些工业机器可以一次打印几十个模型或非常大的模型，比如3D系统公司的ProJet MJP 2500W Plus。该机器的最大构建信封容量为294 x 211 x 144毫米，是专门为珠宝制造设计的最快、最具生产力的3D打印机之一。采用最新推出的ZHD打印模式，可实现8µm的层厚打印，实现同类最佳的表面质量。
蜡状模型也可以在经典的FDM 3D打印机上制作，使用蜡状线材，使FDM打印机能够生产模具铸件。这是最经济的选择，但模型将需要一些后处理，如打磨去除层纹。
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All About
正如我们上面提到的，All3DP涵盖了其他指南中的模具制造(用于珠宝和工业)的技术，工艺和打印机。这里我们说的是蜡、铸造树脂和其他用于铸造的材料。这是不一样的。
你可以用纯蜡打印，但较新的材料，如可浇注树脂，在铸造过程中更坚固，更清洁，以及其他特点。
例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一种丙烯酸塑料，具有优异的燃烬性能，经常用于工业铸造。这些材料并不总是适合作为蜡的直接替代品，因为有些材料可能与磷酸盐粘合和石膏粘合的投资材料负相互作用。确保你的铸造材料与你的投资材料相匹配。
您的3D打印机可能只与您的3D打印机制造商制造的蜡材料兼容，就像Formlabs或最近停产的Solidscape打印机一样。如果您的打印机与第三方材料兼容，那么在购买蜡材料时，请注意以下事项：
Melt Time：你的蜡或可浇注树脂材料从模具上完全熔化或烧光需要多长时间？
Ash Level：低灰分或无灰分的蜡材料会在你的模具内留下很少或没有剩余的灰，而其他蜡材料可能需要你彻底清洁模具。
Low shrinkage：所有的蜡和浇注材料都会收缩，你需要考虑到这一点，所以知道收缩系数是很重要的，它应该列在材料技术数据表上。
Low water absorption：大多数可浇注的树脂如果不盖住会吸收水分，所以需要把它放在阴凉干燥的地方。
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Wax Filament
蜡基和可浇注线材也可用于您的FDM 3D打印机。当用于铸造模具时，这些配方的性能优于常规PLA。虽然你可以使用低成本的PLA，但是PLA会在模具中留下残留物，并且不融化。
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Top Wax Printers
3D蜡打印可用于任何涉及铸造金属或塑料的行业。每个人都有自己的规格，因此对他们喜欢使用的机器有不同的要求。铸造金属首饰的要求与生产医疗设备或飞机螺旋桨模具的要求大不相同。以下是一些根据行业分类选择最佳打印机的建议。
珠宝
打印珠宝首饰要求机器能够一次制作出一个精细的主蜡模型或几个精细的模型。为了快速生产不同的迭代，速度对机器来说是至关重要的，特别是当你最畅销的设计大批量生产时。
大多数珠宝商选择基于树脂的技术，包括SLA、LCD或DLP，因为它们的打印分辨率高，而且蜡和可浇注树脂的可用性会在清洗时烧坏。
材料喷射是另一种树脂技术，通常比SLA和LCD更快，特别是对于大批量生产。使用材料喷射，如3D System的ProJet 2500W系列3D打印机，薄至8微米的层厚度使极精细的细节分辨率成为可能。
牙科
在牙科行业工作比其他行业要复杂一些。任何牙科医生或牙科实验室的专家都知道，用于患者教育的牙科模型和用于患者使用的牙科部件之间存在着天壤之别。
如果你的目标是从口腔3D扫描或印模中打印出相当准确的病人口腔模型，例如，为了向病人解释一个程序，那么就不需要专门的牙科打印机。然而，在现实世界中，牙医在治疗病人时需要制作3D打印模型，与病人的牙齿和牙龈精确匹配。而且，如果你想打印生物相容性的牙科部件——任何会与病人的口腔或皮肤接触的东西——你需要使用经过当地监管机构认证的生物相容性材料，再加上批准的软件和3D打印机。
诸如Shining 3D公司的AccuFab-L4D、AccuFab-D1s、Desktop Health公司的Einstein系列、Carima公司的IMD和Rapid Shape公司的几台DLP打印机都能够打印牙科产品。Stratasys公司的J5 DentaJet和新型J3 DentaJet配备了全系列的生物相容性牙科树脂。此外，Separator DM自动涂覆牙科模型，以简化从模型中分离丙烯酸装置，然后去除蜡和残留物。
3D打印铸造模式的工业
一些行业需要通过铸造来产生零件。从航空航天到汽车，从军事到医疗，许多行业已经转向使用3D打印来生产模具、核心和图案，以优化和现代化他们的工作流程并降低成本。当谈到蜡和铸造材料打印机时，一些3D打印机制造商脱颖而出，即3D Systems、Voxeljet和Eplus3D。
3D Systems制造了一台蜡制3D打印机，非常适合工业制版。3D Systems还在其立体光刻(SLA) 3D打印机上提供了一种名为QuickCast的工艺，使用特殊材料Accura Fidelity，该3D打印机具有该公司3D Sprint Pro增材制造软件提供的构建风格。该公司表示，这一过程可以在数小时内创造出复杂的主模式，这些模式既大又轻，又足够坚固，可以在熔模铸造过程中使用。
Eplus3D的EP-C7250使用该公司所谓的“树脂砂”来打印砂模，用于发动机缸体、气缸盖、涡轮机和复杂结构的叶轮等零件的金属铸造。该打印机使用选择性激光烧结(SLS)，提供巨大的构建尺寸，可以快速打印砂铸件和模具，从粉末蜡、聚苯乙烯或树脂砂，以创建传统铸造工艺的模具。
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