傳統(tǒng)制造業(yè)的戰(zhàn)略是規(guī)模效益第一搭肠，二十世紀八十年代提出價格和質(zhì)量第一，九十年代以來币皂，已發(fā)展為市場響應(yīng)第一眯华。在制造業(yè)日趨國際化的狀況下，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期和減少開發(fā)新產(chǎn)品投資風(fēng)險筋擒，成為企業(yè)賴以生存的關(guān)鍵拇掺。近年來，制造業(yè)市場的制造戰(zhàn)略重點正在發(fā)生從成本與質(zhì)量到時間與響應(yīng)的重大轉(zhuǎn)移破卜∽粒快速將多樣化的產(chǎn)品推向市場是制造商把握市場先機而求生存的重要保障，快速響應(yīng)制造已成為國際研究的熱點廷前，應(yīng)運而生的快速成形/快速制模/快速制造技術(shù)為企業(yè)提高競爭力提供了一種先進的手段筹柠。該技術(shù)是基于材料累加成形的一種高新制造技術(shù),被認為是20世紀制造領(lǐng)域的一次革命性突破，可制造注塑模贱甥、壓鑄模适袜、沖壓模等各類精密復(fù)雜模具，目前已廣范應(yīng)用于汽車舷夺、航空航天苦酱、船舶、家電给猾、工業(yè)設(shè)計疫萤、醫(yī)療颂跨、建筑、工藝品制作以及兒童玩具等領(lǐng)域扯饶，并且隨著這一技術(shù)本身的不斷發(fā)展和完善恒削，其應(yīng)用范圍將不斷拓廣。

　　在汽車帝际、家電制造業(yè)中蔓同，模具成形零件占到了制造工時的50％～70％饶辙。模具制造是制約我國汽車蹲诀、家電、輕工等行業(yè)發(fā)展的瓶頸和關(guān)鍵弃揽，隨著快速成型軟硬件設(shè)備與快速成型材料的不斷發(fā)展和完善管员，快速原型件的強度和精度得到不斷的提高，快速成型技術(shù)已經(jīng)逐漸地深入到快速模具制造領(lǐng)域巷卵，基于快速成型方法制造各類簡易經(jīng)濟快速模具已成為RP&M應(yīng)用的熱點問題溅逃。　   

　　一帘衣、模具快速制造　   

　　雖然快速成形技術(shù)問世時間不長,但由于它對制造業(yè)帶來的巨大效益使得這一技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛少锭，特別是給模具的設(shè)計與制造帶來了一次飛躍∷霸颍快速原型技術(shù)可精確制作模具的型心和型腔谎躁，也可直接用于注射過程制作塑料樣件，以便發(fā)現(xiàn)和糾正出現(xiàn)的錯誤赡喻。由于快速原型制造這一新技術(shù)的應(yīng)用,使模具的設(shè)計與制造逐步趨向于數(shù)字化疮肿、快速化，使模具制造在縮短周期旭手，降低成本的進程中家么，大大前進了一步≈樱　  

　　快速制模技術(shù)大都是依據(jù)快速成型制作的實體模型即樣模(母模)采用拷貝方式(如金屬噴涂略吨、電鍍、復(fù)合材料澆注考阱、精鑄等)來快速制造模具主要工作零件(凸晋南、凹模或模腔羔砾、模芯)的负间，其制造周期一般為傳統(tǒng)的數(shù)控切削方法的1/5～1/10，而成本卻僅為其1/3～1/5姜凄≌＃　　

　　根據(jù)模具材料趾访、生產(chǎn)成本、RP原型的材料董虱、生產(chǎn)批量扼鞋、模具的精度要求已開發(fā)出多種多樣的工藝方法。目前的快速制模方法大致有間接制模法和直接制模法愤诱，基于RP快速制造模具的方法多為間接制模法云头。依據(jù)材質(zhì)不同，間接制模法生產(chǎn)出來的模具有軟模晋粱、橋模和硬模锁澡。軟模(soft tooling)通常指的是硅橡膠模具。用SLA馁惨、FDM神翁、LOM或SLS等技術(shù)制作的原型，再翻成硅橡膠模具后业弊，向模中灌注雙組份的聚氨酯誓贝，固化后即得到所需的零件。橋模(bridge tooling)通常指的是可直接進行注塑生產(chǎn)的環(huán)氧樹脂模具于哩。采用環(huán)氧樹脂模具與傳統(tǒng)注塑模具相比剑瞻，成本只有傳統(tǒng)方法的幾分之一，生產(chǎn)周期也大大減少见炫。模具壽命不及鋼模舅兑，但比硅膠模高，可達1000～5000件峭桅，可滿足中小批量生產(chǎn)的需要甜杰。硬模(hard tooling)通常指的就是鋼質(zhì)模具，即用間接方式制造金屬模具和用快速成形直接加工金屬模具吵护。 

　　快速制模技術(shù)制模周期短盒音、工藝簡單、易于推廣馅而、制模成本低祥诽、精度和壽命能滿足某種特定的功能需要，綜合經(jīng)濟效益良好瓮恭，是一種快捷雄坪、方便、實用的模具制造技術(shù)屯蹦，特別適用于新產(chǎn)品開發(fā)試制维哈、工藝驗證和功能驗證以及多品種小批量生產(chǎn)。  　

　　企業(yè)間的競爭日益加劇登澜，產(chǎn)品開發(fā)周期要求越來越短阔挠，為快速制模技術(shù)提供了發(fā)展機遇和發(fā)展空間飘庄。隨著工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，快速制模技術(shù)越來越受到產(chǎn)品開發(fā)商和模具界廣泛重視购撼，對其研究正方興未艾措暗，新的技術(shù)成果不斷涌現(xiàn)，呈現(xiàn)出生機勃勃的發(fā)展趨勢纯亲，有著強大的生命力递蚪。　   

　　二羞遭、注塑睦释妫快速制造技術(shù)—金屬噴涂制模法　　　   

　　1、金屬噴涂制模法簡介　   

　　金屬噴涂制模法是將快速原型與熱噴涂零反、快速凝固等方法相結(jié)合的間接制模法泻畏，其工藝是將熔融或半熔融的金屬顆粒噴射到通過SLA烈肉、SLS或LOM方法制造的原型上迫讨，生成金屬薄層，然后補強背襯并除去原型后得到模具產(chǎn)品甩高。目前有兩種形式凤阱，即霧化噴射法（快速凝固工藝RSP）、噴涂法霸督。當(dāng)模具要求的壽命在3000件以下時芹枷，一般采用以RP原型作母模，將低熔點的熔化金屬（如鋅鋁合金）充分霧化后以一定的速度噴射到母模的表面莲趣，形成模具型腔表面鸳慈，充填背襯復(fù)合材料，制作鋅鋁合金軟模具喧伞。  

　　金屬噴涂制模法以樣模為標準走芋，模具型腔尺寸、幾何精度完全取決于樣模潘鲫，型腔表面及其精細花紋一次同時形成翁逞，故制模速度快，制造周期短溉仑，模具壽命長挖函，成本低，僅為數(shù)控法加工鋼模的1/3-1/5浊竟。模具表面光潔度好怨喘，工藝簡單，設(shè)備要求低振定，比較適合于注射成型模必怜、壓鑄模版挣、板料壓延模的快速制造。 

　　2柴羞、金屬噴涂制模法工序　　　　  

　　金屬噴涂制模的工序大致可分為五個步驟：　　　　      

　　1）模型準備　   

　　模型可由許多材料制成婆裹，包括塑料、石膏稳嘁、橡膠乱险、木材等。首先建立三維模型托习，然后對其進行分層切片石检，并由快速成型機制作出樣模。模型準備中最重要的是清理模型表面和涂抹脫模劑虏淋」叱猓　   

　　2）金屬噴涂模型　   

　　脫模劑干燥后，選擇最佳的噴涂參數(shù)尸查，即可開始在模具上噴涂金屬病趋，噴涂時應(yīng)保證使噴槍連續(xù)運動，防止涂層過熱變形竖伯，涂層厚度一般可控制在2～3mm存哲。　   

　　3）制作模具框架　   

　　如果模具在工作中要受到內(nèi)壓力或模具必須安裝在成型機上工作七婴，模具必須有骨架結(jié)構(gòu)且制成的骨架應(yīng)帶有填料祟偷。　   

　　4）澆注模具的填充材料　   

　　應(yīng)使填充材料具有較高的熱導(dǎo)率和較低的凝固收縮率以及較高的抗壓強度和耐磨性能打厘。一般選擇的填充材料為環(huán)氧樹脂與鋁粉修肠、鋁顆粒等金屬粉末的混合物』Фⅲ　   

　　5）脫模及模具型腔表面拋光處理　   

　　脫模后要把殘留在金屬涂層表面的脫模劑清洗干凈嵌施，然后再根據(jù)不同的需要，對模具進行拋光等后期制作先舷〖韫埽　   

　　6）組裝試模　　　　　  

　　3蒋川、噴涂設(shè)備與噴涂材料　　　　

　　金屬電弧噴涂工作系統(tǒng)一般由噴涂電源牲芋、送絲機構(gòu)、噴槍和壓縮氣體等系統(tǒng)組成倡挚。XDP-5型電弧噴涂設(shè)備工作穩(wěn)定可靠情庐，使用維護方便，能勝任繁重的噴涂工作蒸拦，其基本參數(shù)為：　　　　   

　　電源電壓：380V　   

　　額定輸入容量：12KVA　   

　　額定電流：300A　   

　　壓縮空氣使用壓力：0.6Mpa　   

　　壓縮空氣消耗量：1.6～2m3/min　   

　　送絲速度：0～4.8 m/min　　　　　　  

　　用于電弧噴涂制模的材料辙资，在滿足低熔點瞳竖、低收縮率的情況下，應(yīng)盡可能具有較好的力學(xué)性能和較致密的涂層組織癌雷。目前市場提供的電弧噴涂用絲材有鋁乡捧、鋅、銅魄仙、鎳牵观、不銹鋼、鋁青銅水惑、巴氏合金塌自、復(fù)合絲等許多品種。但高熔點金屬汽足，如鋼悟旧、鎳、銅等在噴涂時涂層收縮率减拭、熱應(yīng)力蔽豺、孔隙率都比較大，涂層易開裂峡谊、翹曲茫虽、剝落刊苍，所以目前只有低熔點的鋅既们、鋁絲材適合用于模具制造≌玻　   

　　三啥纸、金屬噴涂快速制造注塑模技術(shù)的應(yīng)用范例與發(fā)展　　　

　　金屬噴涂方法制造的模具特別適于生產(chǎn)反應(yīng)注塑成型工藝中的聚氨酯零部件的生產(chǎn)，廣泛用于塑料加工中的反應(yīng)注塑成型婴氮、吹塑成型斯棒、結(jié)構(gòu)發(fā)泡以及其它一些注塑成型等工藝中，如汽車制造中可以用來生產(chǎn)駕駛盤主经、汽車儀表盤荣暮、座墊、頭部靠墊仇钞、阻流板嗡窑、汽車內(nèi)飾頂蓬等，在輕工業(yè)中則可以用來制造聚氨酯鞋底等毯甘，金屬噴涂快速模具較硅橡膠快速模具的壽命要長夭蹦，可以應(yīng)用在注塑機上進行小批量的制品生產(chǎn)。在應(yīng)用注塑工藝時應(yīng)考慮到低熔點合金金屬噴涂型腔的性能以及模具的壽命極限沙书。為防止模具過早損壞耳恭，注射壓力不宜過高犹狮，但也必須保證制品能夠成形的最小注射壓力，否則會產(chǎn)生注不滿的現(xiàn)象叹惕。 

　　金屬噴涂注塑模具的成功應(yīng)用范例：　　　   

　　1.花盆底座注塑模具　   

　　如果用傳統(tǒng)的電火花加工的方法箱藏，其成本約在4000～5000元之間，制作時間約在一個月左右随巴，而用電弧噴涂快速制模方法來制作朽晓，其費用約為1100元左右，工時為60h左右令聂。這也正是電弧噴涂快速模具制造得到廣泛重視的原因之一方仿。　

　　花盆底座注塑模具制作加工工序：機加工噴涂用底板→凹模型腔殼體噴涂前準備→噴涂凹模金屬殼體→環(huán)氧樹脂和鋁粉配置與填充→環(huán)氧樹脂固化→噴涂母模表面清理→噴涂凸模金屬殼體→環(huán)氧樹脂和鋁粉配置與填充→環(huán)氧樹脂固化→凸统翩、凹模分離與模具表面清理→機加工模具零件→組裝試模仙蚜。     

　　2.滴灌用滴頭快速模具　　　　　  

　　國家節(jié)水灌溉中心的滴灌用滴頭快速模具是通過制作滴頭RP模型，采用金屬噴涂制模法制造鋅鋁合金軟模具厂汗，注射成型1000件滴頭產(chǎn)品委粉，用于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉試驗。國家節(jié)水灌溉中心以RP&M原型作母模來翻制滴灌用滴頭模具娶桦，發(fā)揮了快速成型制造技術(shù)的優(yōu)越性贾节，快速地實現(xiàn)了新產(chǎn)品的試制，含RP原型衷畦，制作生產(chǎn)周期為僅為2周栗涂。　　   

　　3祈争、愛達荷注塑模具　　

　　美國愛達荷國家工程與環(huán)境試驗中心采用快速凝固工藝即RSP技術(shù)實現(xiàn)了注塑模具的快速經(jīng)濟制造斤程。該方法采用快速原型技術(shù)制作的樣件作為母體樣板，通過噴涂到母體樣板的金屬或合金熔滴的沉積制造模具菩混》奘　　　

　　工藝過程為：熔融的工具鋼或其它合金被壓入噴嘴，與高速流動的隋性氣體相遇而形成直徑約0.05mm的霧狀熔滴棍潜，噴向并沉積到母體樣板上恭吊，復(fù)制出母樣的表面結(jié)構(gòu)形狀，借助脫模劑使沉積形成的鋼制模具與母樣分離针如，即可快速制出所需模具仓判。　　　　　

　　采用電弧噴涂和電刷鍍一體化模具制造技術(shù)制造覆蓋件模具锨飞，成本只有傳統(tǒng)機械加工鋼模具的1/10诫幼，制造周期為后者的1/4～1/5，經(jīng)濟效益十分可觀，非常適合于新車型開發(fā)中的樣車試制和小批量生產(chǎn)翅殃。該技術(shù)也可以用于注塑模具快速制造诈金。

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