金属增材制造正在让注塑模具随形冷却通道更快落地。通过把冷却通道布置得更贴近塑件表面，注塑企业可减少热点、翘曲和缩水，并在部分项目中实现显著周期缩短。

随形冷却的价值

随形冷却通道并不是新概念，早在 20 世纪 90 年代中期便已出现。但当时受材料孔隙率、打印精度和后处理能力限制，实际效果有限。近十年来，金属增材制造设备、材料和使用经验不断成熟，复杂塑件模具中的随形冷却重新成为注塑效率提升工具。

这类通道可沿塑件几何形状布置，让冷却距离更均匀，减少传统直孔冷却难以覆盖的热点，从而降低翘曲、缩水和废品率。

Mantle 的金属膏工艺

Mantle 采用专有金属膏逐层沉积，再结合 CNC 加工和烧结获得最终模具几何。该路线围绕金属膏、打印机和烧结炉成套开发，目标是在模具所需的致密度和精度下打印冷却镶件。

Mantle 表示，该工艺在部分注塑项目中可帮助客户节省最高约 50% 的周期时间。其操作门槛也相对较低，不需要洁净室或复杂防护装备。由于通道以空心形式打印，后续不需要清除粉末残留。

在模具设计环节，冷却通道仍由工具设计人员在 CAD 中建模，Mantle 软件负责导入后完成 CAD/CAM 刀路处理，并把冷却通道整合到打印流程中。通道截面方面，水滴形、屋脊形或菱形通常更容易获得干净内表面；圆形通道也可打印，但内部表面可能略粗糙，反而会带来更高湍流。

典型项目和精度

在一个电动车电池线束部件项目中，Mantle 技术被用于制造冷却通道镶件。项目伙伴将增材制造镶件装入传统机加工模架，形成 12 × 12 英寸桥接生产模具，用于带深窄筋位的小型线束组件。

Mantle 技术可实现 1-3 μm Ra 的表面粗糙度，以及约 ±0.001 英寸/英寸的零件公差。对于几何一致性较高的项目，客户还可通过收缩率和缩放参数优化获得更紧公差。

3D Systems 的粉末平台

3D Systems 的 Direct Metal 3D Printing（DMP）平台提供另一条路线：以高质量金属粉末和低氧环境控制生产复杂随形冷却镶件。其软件方案可把通道保持在距离塑件表面相对一致的位置，让冷却更加均匀。

这类镶件通常需要 1-3 天打印，再用 1-2 天完成后处理。常用材料包括马氏体时效钢和不锈钢，也可扩展到铝、Inconel 和钛等金属。

量产结果

已有客户在生产中获得明显收益：

• B&J Specialty 将冷却周期从 1 分钟缩短到 40 秒，模具温度变化降低 86%，同时通过降低成型压力延长模具寿命。
• Bastech 在两天内打印出镶件，减少 EDM、钻孔等后处理时间，并把周期缩短 22%。
• 3D Systems 的随形冷却应用资料显示，部分注塑客户可实现最高 70% 的周期缩短、75% 的设计时间缩短和 50% 的生产工时下降。

随着金属打印和模具设计软件继续成熟，随形冷却有望在汽车、消费品、电子和医疗器械注塑中进一步扩展。