快速制模技术探析

随着全球经济的进一步一体化，制造业竞争显得越发激烈。如何缩短生产周期并降低成本，成了制造业首要考虑的问题。提高产品的开发速度和生产的柔性化程度成为共同的目标。 快速模具制造技术(rt)就是适应这种市场需求，能快捷、方便地制作工具和模具的一种新型技术。以快速成形技术为基础的快速制模技术，是20世纪80年代后期发展起来的新兴技术，是传统的制模方法与快速成形技术相结合的产物。与传统技术相比，快速制模技术从产品的开发设计到原型件模型的制作，直到产品模具的制造、产品的生产都显示出了无比的优越性。 从古代的手工制作到后来的cad画图，再到现在的rt，它的发展也就形成了一个综合的制造系统。 快速制模技术适合中国国情，具有广阔的应用前景。与高速铣削加工相比，在表面带精细复杂形状和电火花加工难以省去的金属模具制造方面占有优势。 根据模具材料、生产成本、rp原型的材料、生产批量、模具的精度要求已开发出多种多样的工艺方法。目前的快速制模方法大致有间接制模法和直接制模法，基于rp快速制造模具的方法多为间接制模法。依据材质不同，间接制模法生产出来的模具有软模、桥模和硬模。 软模(soft tooling)通常指的是硅橡胶模具。用sla、fdm、lom或sls等技术制作的原型，再翻成硅橡胶模具后，向模中灌注双组份的聚氨酯，固化后即得到所需的零件。桥模(bridge tooling)通常指的是可直接进行注塑生产的环氧树脂模具。采用环氧树脂模具与传统注塑模具相比，成本只有传统方法的几分之一，生产周期也大大减少。模具寿命不及钢模，但比硅胶模高，可达1000～5000件，可满足中小批量生产的需要。硬模(hard tooling)通常指的就是钢质模具，即用间接方式制造金属模具和用快速成形直接加工金属模具。 快速原型技术(rp) 快速原型技术(rapid prototyping，简称rp)于1988年诞生于美国，迅速扩展到欧洲和日本，并于九十年代初期引进中国。快速原型技术(rp)是采用材料累加思想，快速制造产品原型的新型综合技术，已广泛应用于机械、汽车、电器、航天航空、军工等几乎所有的工业领域，开创了模具快速制造的新时代，发展前景广阔。 传统的切削加工是不断地去除毛坯上的多余材料而得到制件，而rp技术是采用基于材料累积制造的思想，把三维立体看成是无数平行的、具有不同形状的层面的叠加，能快速制造出产晶原型。 快速原型制造技术(rp)将计算机辅助设计(cad)、辅助制造(cam)、计算机辅助控制(chc)、精密伺服驱动和新材料等先进技术集于一体，依据计算机上构成的产品三维设计模型，对其进行分层切片，得到各层截面的轮廓，激光选择性的切割一层层的纸(或固化一层层的液态树脂、烧结一层层的粉末材料或热喷头选择快速地熔覆一层层的塑料或选择性地向粉末材料喷射一层层粘结剂等)，形成各截面轮廓并逐步叠加成三维产品。目前，它已成为现代制造业的支柱技术，是实现并行工程、集成制造技术和技术开发必不可少的手段之一。 用于快速原型制造的材料有：液态光敏树脂、粉末材料、热塑性材料和薄片材料等。快速原型制造按成形材料及技术的不同，发展了立体光刻造型法(sl)、粉末烧结法(sis)、熔化凝结法(fdm)、薄层材料制造法(lom)、三维印刷法(3dp)、逐层固化法(sgc)。与传统的切削加工方法相比，快速原型加工具有以下优点： (1)可迅速制造出自由曲面和更为复杂形态的零件，如零件中的凹槽、凸肩和空心部分等，大大降低了新产品的开发成本和开发周期； (2)属非接触加工，不需要机床切削加工所必需的刀具和夹具，无刀具磨损和切削力影响； (3)无振动、噪声和切削废料； (4)可实现夜间完全自动化生产； (5)加工效率高，能快速制作出产品实体模型及模具。 基于rp技术的部分快速模具制造实例 一、车灯壳的硅胶制模 真空浇铸技术是快速原型/快速制模技术领域中较新的技术，常用于软质模具制造。下面就介绍用真空浇铸技术来制造车灯壳硅胶模的过程。 1.试验设备 所用设备包括mk-mini真空浇铸机、太阳能电子天平、静音空压机、脱模工具和耗材。模具制作材料用硅胶t2和硬化剂(一般按10:1的比例配制)。 2.硅胶模的制作过程 (1)原型表面处理

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