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模具是工业制造的基础，从几千年前起古代的青铜器就是采用铸造的技术制造的，如今经过几千年的发展，生产制造仍然大量的使用模具。传统的模具按照不同材料分包括：塑料模、金属冲压模、锻压模、金属压铸模、陶瓷模、玻璃模、玻璃钢模具、砂模、石膏模等等。
　　由于3D打印技术的诞生，模具的制造方式也发生了转变，以前通过机加工切削方式制造的金属模具如今可以通过3D打印机直接打印，以前用手工制作砂模如今也可以直接3D打印，以前手工雕刻蜡模如今也可以直接3D喷蜡等等。
　　日本工业展上有不少与3D打印模具相关的应用案例：
　　一台小型注塑机，对于传统的注塑厂家来说，一般需要开一套金属模具然而安装在注塑机上去生产塑料件，金属模具开制周期长，成本高，尤其对于小批量的生产，金属模具寿命过长产生资源浪费。而Stratasys与SWANY合作的3D打印模具可以用于小批量的注塑生产，该模具使用PolyJet 光聚合物打印，Stratasys方面表示，3D打印模具的生产成本远低于传统模具。
　　但与传统模具相比，该新型模具可承受材料的热度、压力均较低。尽管塑料模具的耐用度不如金属模具，但可用于原型制造和数百次注射的短期产品。3D打印模具被用于生产原型件时，有助于找出设计问题，避免耗费大量资金制作设计不完善的铝制或钢制模具。
　　当需要用于大批量生产时，还是需要金属模具，一些金属3D打印企业，希望直接3D打印金属模具，取代机加工的方式。3D打印金属模具的优势主要在于可以重新设计模具结构，优化模具内部的冷却水路，加速注塑过程中模具冷却时间，延长模具使用寿命。左侧两个透明塑料模型，演示了3D打印模具内部结构以及冷却水路的情况。

　　模具在用于生产注塑件时，需要将加热融化的塑料注入到模具模具内部，待塑料冷却后打开模具即可取出成型的塑料件，因此塑料件冷却的过程非常重要，冷却速度越快生产一个塑料件需要的时间越短，金属模具处于高温的时间越短使用寿命越长。

　　对于失蜡铸造方式，3D打印机可以打印蜡模，替代了人工雕刻蜡模等工艺，在中国的首饰领域已经大面积普及使用。蓝色的蜡模是由Solidscape设备打印。

FDM 3D打印技术之前一直没有用于铸造领域，主要是所打印的材料无法用于铸造，直到Polymaker推出了PolyCast铸造材料，下图左侧是使用PolyCast材料3D打印出的塑料母模，将其进行包埋制作砂模，然后再将其高温烧掉，即可灌入金属制造出金属零件。