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表面光洁度是 3D 打印注塑模具工具经常被忽视的质量。与机加工金属注塑模具工具相比，3D 打印工具看起来更粗糙，因为 3D 打印过程的不同方面（分层、像素化等）会引入伪影，从而增加打印部件的表面粗糙度。表面光洁度是使用 3D 打印注塑模具工具时需要评估的关键质量，因为高表面光洁度不仅会使模制部件更美观，而且还会延长打印工具中特征的使用寿命。

测量表面光洁度的技术多种多样。最常用的方法是使用标准轮廓仪，它具有高灵敏度的探头，可沿打印部件的表面“拖动”，记录探头位移的变化。使用这种技术，实验者可以测量工具中的代表性表面以收集有意义的信息。R _a值是轮廓仪探头整个拖动长度上测试样本的平均表面粗糙度。以下示例使用 R _a值来评估 3D 打印工具的表面质量。

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了解表面光洁度是什么以及如何测量表面光洁度对于 3D 打印  br 号码列表 注塑模具应用的成功至关重要。为了建立表面粗糙度与更好的成型结果之间的联系，工程师设计了一个测试几何体（右）来评估给定 3D 打印部件的表面粗糙度以及各种模制塑料的拉拔力 (POF)。

该几何图形是 在 Fortify 内部打印实验室的图 3. 在 Instron 中设置的用于测量 POF 的测试样本。

该测试几何体充当包覆成型的插入件，位于大型 3D 打印注塑模具块内。插入件经过一次注塑成型的热塑性塑料注射，完全包裹插入件的圆柱形部分，形成一个包覆成型部分和一个与 3D 打印插入件镜像的突出部分。插入件和包覆成型的塑料整齐地从工具中弹出以进行测量。3D 打印突出部分和模制突出部分夹在标准拉伸试验机（Instron；如图）的试样支架上。

然后，拉伸试验机拉动两个拉环，记录从 3D 打印插入件中取出模制塑料所需的力，这就是 Fortify 所称的拉出力 (POF)。使用这种实验方法，可以快速筛选出各种 3D 打印材料和注塑塑料的表面粗糙度和 POF。

如下图（图 5）所示，表面粗糙度与刀片承受的最大 POF 之间存在很强的相关性。实验表明，通过将 3D 打印部件的表面光洁度从约 4 微米提高到 1.5 微米以下，POF 可大幅提高 5 倍图 5. 表面粗糙度和拉出力。

使用这种方法，我们还可以检查注入测试模具的塑料类型如何影响 POF。实验表明，在表面粗糙度完全相同的情况下，不同的塑料表现出截然不同的 POF。图 6. 不同成型材料的拉脱力

最后一步是将所有这些数据与实际注塑应用中的表面光洁度和拉拔力的实际影响联系起来。Fortify 团队利用了用于研发的模具几何形状，该几何形状具有一系列常见的成型几何形状，例如薄壁、立柱和关闭件。通过使用离散拔模角、半径和关闭角，特征的难度也有所不同。图 7. 3D 打印工具具有多种几何形状，包括角度、半径和关闭角。

直观地看，人们想要降低 3D 打印模具中注塑塑料的 POF 是有道理的。较高的 POF，或者说塑料与模具之间的高粘附力，将导致 3D 打印模具在模具半部打开和顶出过程中的应力增加。在几次注射过程中，高粘附力会大大削弱 3D 打印模具的各种特性，例如直立凸出件或薄壁翅片。

应用副总裁兼联合创始人

增材制造技术的最新进展使模具制造商能够充分利用 3D 打印工具带来的时间和成本节省。了解表面粗糙度如何影响模制材料的拉拔力，将帮助模具制造商选择正确的 AM 技术、加工方法和后处理以获得最佳表面质量，从而成功使用这些工具。Karlo Delos Reyes 是一名化学工程师，他负责 Fortify 的应用团队。Karlo 在攻读博士学位期间加入了 Fortify 创始团队，当时他担任 Origin 总裁，该项目致力于将研究生研究成果转化为商业项目。他拥有加州大学圣地亚哥分校化学工程和生物化学与细胞生物学双学士学位。此前，他曾在诺华研究基金会基因组学研究所的高级自动化和机器人部门工作。