热成型是一种制造工艺，将塑料片加热后层层叠加在模具上，形成最终产品。该工艺广泛用于生产一次性食品及医疗包装、消费品和家电，也可用于汽车零部件和火车内饰等重型应用。热成型可用于一次性部件和批量生产，单位成本低至中等。

传统上，热压成型模具可由 CNC 加工金属制成，用于大批量生产；或由木材或复合板材（泡沫或玻璃纤维）制成，用于小批量生产。对于原型或小批量生产，生产有限数量的热成型部件通常不可行。使用 3D 打印部件进行快速模具制造是一种经济高效且快速的方式，可用于生产有限数量的部件。

Formlabs 通常推荐三种热成型材料：Draft Resin、Grey Resin 或 Rigid 10K Resin。

• Draft Resin 最适合用于单个或小批量工具的快速原型制作。低分辨率不适合精细细节，但打印速度适合大型部件、简单设计、初始原型和快速迭代。
• Grey Resin 最适合对表面光洁度和精细细节有较高要求的单件或小批量打印。如果对速度没有要求，Grey Resin 的精度、一致性和简单的支撑去除方法使其成为小型部件的首选。
• Rigid 10K Resin 最适合用于在更具挑战性的成型条件下使用的工具。该树脂是一款高度玻璃填充的工业级树脂，能够以接近生产的周期时间成型限定系列的几十个部件。在 0.45MPa 的条件下，Rigid 10K Resin 的热变形温度为 218°C，拉伸模量为 10000MPa，是一种坚固、极硬且热稳定性强的成型材料，因此即便受热受压，形状也依然能保持不变，从而生产出尺寸精确的部件。

相关材料的建议均已汇总至下表。点数越多表示在特定条件下材料性能越好：

在为热成型设计打印部件时，请遵循 Formlabs 的增材制造和热成型最佳实践。

提高真空度和表面光洁度：

• 中空模具以循环空气并减少树脂用量，从而节省材料成本和打印时间。
• Formlabs 建议最小壁厚为 1－2mm。
• 根据板材厚度建议的直径设置通气口。在模具外部设置小型通气口，以便更完整地拉伸并在表面均匀分布真空，从而提高部件质量。
• 对于使用 Grey Resin 打印的部件：使用直径小至 0.5mm 的通气口。
• 对于使用 Draft Resin 或 Rigid 10K Resin 打印的部件：使用直径为 1mm 的通气口。
• 避免锐利边缘，以减少材料结网的可能性。
• 避免在成型表面上生成支撑结构。

延长工具的使用寿命：

• 按照部件的拓扑结构添加肋骨网络，以增强机械支撑并防止翘曲。
• 在加强筋上设计开口，以便空气流通。
• 增加至少 2－3° 的拔模斜度，以便脱模。
• 构建装配特征，以便将模具固定到热压成型设备的基板上。
• 在模型中集成螺孔。
• 如有尺寸变化，请在打印后使用钻头进行修整。
• 设计足够的装配组件，以防部件在排出过程中损坏。
• 在模型底部添加平条，以便用双面泡沫胶带固定工具。请注意，泡沫可能会在加热过程中被压缩，从而限制真空流量。
• 若制造大型模具和进行大批量生产，模具中应设计冷却通道以便调节模具的温度。
• 如果无法避免出现倒扣或其他难以脱模的几何形状：将模具设计为多件式。使用可折叠支柱便于部件顶出，并添加磁铁将部件固定在一起。
• 在模具的 CAD 设计中加入剖切线，以便在成型后修剪多余的材料。在真空成型过程中抬高部件，以减少机器级别的错误。

请遵循 Formlabs 的模型定向最佳实践。

避免在成型表面打印支撑。如果几何结构允许，可直接在构建平台上的边缘上打印扁平模具，以减少翘曲。不使用支撑结构还可以节省打印时间、减少人工操作并节约树脂。选择可以最大程度上减少悬垂结构的基本面。

打印完成后，按照 Formlabs 最佳实践，用 IPA 仔细清洗通气口和冷却通道，并用气枪吹干部件，以去除可能在孔内硬化的多余树脂。根据 Formlabs 指南对打印件进行后固化。有关具体的清洗和固化说明，请参阅各个材料文档。

• 使用打磨、台式铣削或钻孔等方法修整工具，以满足关键尺寸要求。
• 用矿物油擦拭 Rigid 10K Resin 打印部件，以去除表面的多余粉末。
• 考虑将打印工具拧到可以安装在成型机上的板上。
• 使用 Slide 或 Sprayon 等脱模剂来促进脱模和硅胶脱模。
• 使用优质的切割工具修整最终部件；铁皮剪可用于修剪薄片材，Dremel 切割轮可用于修剪厚度大于 1.5mm 的片材。

3D 打印热成型模具可用于台式机和工业机型，以高效、经济的方式生产数十种功能原型、试生产部件和成品部件。特别推荐用于：

• 短期至中期制造需求
• 20－50 个周期的生产运行
• 交付周期比传统工具缩短 3－7 倍

一些局限性包括：

• 随时间推移，使用 Draft Resin 或 Grey Resin 打印的模具会发生降解
• 对于短周期（80s）内的超薄片材（0.5mm），真空成型的质量在大约 10 次迭代后会下降，部件更难脱模。
• 避免在未经测试的情况下成型高磨损性或厚塑料。

• 使用 3D 打印模型进行小批量快速热成型白皮书
• 使用 3D 打印模具进行快速热成型网络研讨会