為了快速犯犁、低成本地制造出模具產(chǎn)品把奢，近年來扛肩，基于LOM的快速模具制造技術(shù)已成為國外LOM應(yīng)用研究開發(fā)的重點(diǎn)，并演化出一整套快速模具制造技術(shù)(Rapid Tools啸盏，簡稱RT)重贺，采用該技術(shù)，能在幾天回懦，甚至24 h內(nèi)完成復(fù)雜零部件從圖紙到模具制造的全過程气笙。

　　目前，RT技術(shù)主要用于生產(chǎn)注塑模怯晕、壓鑄模等潜圃，這些模具一般具有復(fù)雜的型芯、型腔結(jié)構(gòu)舟茶，用傳統(tǒng)機(jī)電加工相當(dāng)困難谭期。但若用LOM原型或樣件作母模，可以非常容易地用金屬噴涂技術(shù)復(fù)制出模具稚晚，這種模具有良好的機(jī)械加工性能崇堵，可進(jìn)行局部切削獲得更高的模具精度型诚，并可以批量客燕、低成本地生產(chǎn)塑料零件。

　　1 LOM原型的制作

　　疊層制造技術(shù)(LOM技術(shù))是國外在20世紀(jì)80年代后期至90年代初期發(fā)展起來的一項(xiàng)新的先進(jìn)制造技術(shù)狰贯，它是機(jī)械张鸟、材料、NC,CAD吼闽、激光牌度、化工等多學(xué)科相互交叉滲透而形成的一個(gè)新學(xué)科，盡管它的發(fā)展時(shí)間不長驱香，但發(fā)展速度非常迅速揖蜒，而且它對制造業(yè)的重要性和對當(dāng)今制造業(yè)的推動(dòng)作用越來越受到人們的關(guān)注。

　　LOM原型的制作過程為:(1)模型剖分示奉。對于尺寸大于快速成形設(shè)備臺(tái)面空間的零件升诡，根據(jù)其特點(diǎn)，將其剖分成小尺寸的零件皇铝。(2)基底制作页函。為了保證原型的尺寸精度高涧馋、形狀完整、沒有錯(cuò)位庭四，要在工作臺(tái)上根據(jù)原型的大小制作一定厚度的基底蚜懦，使原型與工作臺(tái)可靠連接。(3)原型制作橡疼。根據(jù)制作過程的實(shí)際情況援所，選擇合適的激光切割速度、加熱溫度欣除、加熱輥速度及壓力任斋、送紙速度、激光能量系數(shù)等參數(shù)耻涛，開始原型制作废酷。(4)余料、廢料去除抹缕。用適當(dāng)?shù)墓ぞ邚闹谱魍甑寞B層塊料中去除廢料澈蟆，將原型剝離出來。(5)后置處理卓研。為提高原型表面質(zhì)量或滿足進(jìn)一步翻制模具的需要趴俘，要對原型進(jìn)行后置處理，如防水奏赘、防潮寥闪、加固和使其表面光滑等。圖1為處理后的LOM原型钮药。

　　2 快速模具制造技術(shù)

　　金屬噴涂有電弧噴涂椭梁、火焰噴涂、等離子噴涂等幾種方式尺果，其中電弧噴涂與其他噴涂方式相比具有涂層強(qiáng)度高捻奉、使用成本低、生產(chǎn)效率高捌秩、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)九站。另外，火焰噴涂及等離子噴涂的工件受到火焰的直接加熱脓大，無法用來噴涂不耐熱的基體(如塑料屋骇、木材、紙張等);而電弧噴涂的工件受的熱只來自粒子所攜帶的熱能过桌，傳送粒子的高速壓縮空氣流還可對基體進(jìn)行冷卻殷彰，工件受熱輕，變形小，熱應(yīng)力小嚎论，因而可以在不耐熱的LOM原型上進(jìn)行噴涂桐猬。正是電弧噴涂的這些優(yōu)點(diǎn)，使其成為近年模具噴涂工藝研究的熱點(diǎn)刽肠。

　　2.1 噴涂金屬絲材的選擇

　　用于電弧噴涂工藝的金屬絲材根據(jù)熔點(diǎn)的高低可分為低熔點(diǎn)材料溃肪、中熔點(diǎn)材料和高熔點(diǎn)材料。在用電弧噴涂技術(shù)制造快速模具時(shí)音五，型腔金屬殼體的厚度要在3mm以上惫撰，中、高熔點(diǎn)的熔融金屬顆粒沉積到母模上后會(huì)釋放出較多熱量躺涝，使母模發(fā)生熱變形厨钻，降低了模具型腔的復(fù)制精度，并可能導(dǎo)致金屬涂層在尚未達(dá)到要求厚度時(shí)就發(fā)生翹曲或開裂;低熔點(diǎn)金屬或合金絲材對母模的熱影響小坚嗜，可減輕熔融金屬顆粒對母模的影響夯膀，減少母模熱變形，提高模具的精度苍蔬，因而鋅诱建、巴氏合金等低熔點(diǎn)材料較多地用于快速模具的制作。但這種低熔點(diǎn)材料的模具壽命較低碟绑，只能用于小批量試生產(chǎn)武骆，若要提高噴涂模具的壽命，可以先在母模上噴一層低熔點(diǎn)材料以增強(qiáng)母模的耐熱性溃杖，然后再噴鋼或其他強(qiáng)度較高的合金硝锨，以增強(qiáng)模具的強(qiáng)度，從而提高模具的壽命卢圈。

　　用于電弧噴涂的部分材料力學(xué)與物理性能储佣。

　　2.2 電孤噴涂工藝流程

　　用電弧噴涂工藝制造注塑模、壓鑄模等模具的凹模鳄盗、凸模的工藝流程如下:

　　(1)根據(jù)母模的尺寸扫觅，確定噴涂底板的尺寸和模具模框的尺寸;

　　(2)將母模固定在噴涂底板上送写，并在母模和噴涂底板上涂刷脫模劑;

　　(3)脫模劑涼干后，用低熔點(diǎn)材料進(jìn)行第一次噴涂旱婚，將殼體厚度控制在0.5-1mm;然后再用高熔點(diǎn)材料繼續(xù)噴涂婉劲，并使金屬噴涂層達(dá)到3-5mm，這樣针执，模具的凹模型腔殼體制作便告完成;

　　(4)將噴涂殼體裝入凹模谋阆牵框(裝有冷卻銅管)，并填充模具基體材料我碟，固化10h以上;

　　(5)將凹模姆虐福框翻轉(zhuǎn)過來姚建，去掉噴涂底板，在分模面和母模的另一面涂刷脫模劑;

　　(6)脫模劑干燥后吱殉，重復(fù)第3步的噴涂工藝掸冤，進(jìn)行第2次噴涂，形成凸模殼體;

　　(7)安裝凸模挠仰ǎ框稿湿，裝入凸模冷卻銅管，將填充材料澆入难荷蓿框中饺藤，固化10 h以上;

　　(8)固定好導(dǎo)向和定位裝置，將凹模流礁、凸模分離涕俗，取出LOM原型，完成模具凹模神帅、凸模的制作求旷。在制作金屬噴涂模具過程中，噴涂參數(shù)的調(diào)整是整個(gè)工藝過程的關(guān)鍵燎匪，在XDP一5電弧噴涂設(shè)備上對各種絲材進(jìn)行試驗(yàn)赊手，最終得到的幾種絲材的噴涂參數(shù)如表2所示。用電弧噴涂工藝所形成的凹模型腔购畴。

　　2.3　金屬噴涂模具的填充材料制作

　　用電弧噴涂技術(shù)制造出注塑模具的凸猫乃、凹模殼體后，在搭建好的型框內(nèi)填充強(qiáng)化材料铣才，并加入澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)责祥，此系統(tǒng)連同模架便可構(gòu)成注塑模具。最常用的快速模具填充材料是環(huán)氧樹脂和鋁粉的混合物旱樊，在環(huán)氧樹脂中加入鋁粉后可起到填料改性的作用壳坞，可改善環(huán)氧樹脂的機(jī)械性能、熱性能和工藝性能述茂。

　　填充材料的制備過程為:

　　(1)將秤好的環(huán)氧樹脂放在容器內(nèi)搂瓣，加入鋁粉慢慢攪拌，若需要加入大量鋁粉作為填充物雇寇，可以用機(jī)械式攪拌器攪拌氢拥。為減少夾帶空氣的風(fēng)險(xiǎn)，攪拌器的速度宜慢不宜快锨侯，一般不要超過500r/min.

　　(2)經(jīng)攪拌后的混合物嫩海，應(yīng)靜置一段時(shí)間，讓鋁填充物完全濕透，并使夾雜的空氣完全跑掉叁怪。

　　(3)將冷卻銅管安裝在纳笤幔框上，在環(huán)氧樹脂及鋁粉混合物中添加硬化劑奕谭，并保證混合均勻涣觉，靜置10-15min，即可注入恼瓜洌框中旨枯，將噴涂殼體和模框完全填滿混驰。

　　3　結(jié)論

　　(1) LOM原型的質(zhì)量直接影響快速模具及產(chǎn)品的質(zhì)量攀隔，因而控制LOM原型的質(zhì)量是產(chǎn)品/模具快速設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的關(guān)鍵之一。

　　(2)在電弧噴涂過程中捣柿，要根據(jù)所用金屬材料調(diào)整噴涂參數(shù)嚎区，并使用油水分離器除去壓縮空氣中的水蒸氣，保證噴涂顆粒的均勻度及噴涂表面的粗糙度疚都。

　　(3)由于環(huán)氧樹脂及與其相配的固化劑的種類很多蝶桑，在固化的時(shí)間和固化的效果上有很大不同，因而要根據(jù)實(shí)際情況確定制造中的工藝參數(shù)哥笤，必要時(shí)可加入稀釋劑進(jìn)行稀釋改性窄切。

　　(4)將混合容器中沉淀的殘余鋁粉均勻地倒進(jìn)模框里协悼，保證鋁粉完全進(jìn)入混合物炫胡。這一過程要快，因?yàn)闈沧⒒旌衔镌?0-40min內(nèi)將發(fā)生固化反應(yīng)残昔。

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