一晶乔、引言  

　　近10年來胀茵，制造業(yè)市場環(huán)境發(fā)生了巨大的變化载碌，迅速將產品推向市場已成為制造商把握市場先機的重要保障。因此讯泣，產品的快速開發(fā)技術將成為贏得21世紀制造業(yè)市場的關鍵纫普。  

　　快速成形技術(以下簡稱RP)是一種集計算機輔助設計、精密機械好渠、數控激光技術和材料學為一體的新興技術昨稼，它采用離散堆積原理，將所設計物體的CAD模型轉化成實物樣件晦墙。由于RP技術采用將三維形體轉化為二維平面分層制造的原理悦昵，對物體構成復雜性不敏感，因此物體越復雜越能體現它的優(yōu)越性晌畅。  

　　以RP為技術支撐的快速模具制造RT(Rapid Tooling)也正是為了縮短新產品開發(fā)周期，早日向市場推出適銷對路的寡痰、按客戶意圖定制的多品種抗楔、小批量產品而發(fā)展起來的新型制造技術。由于產品開發(fā)與制造技術的進步拦坠，以及不斷追求新穎连躏、奇特朵椿、多變的市場消費導向，使得產品(尤其是消費品)的壽命周期越來越短已成為不爭的事實怠义。例如俭宁，汽車、家電陷母、計算機等產品贷营，采用快速模具制造技術制模，制作周期為傳統(tǒng)模具制造的1/3～1/10尿欲，生產成本僅為1/3～1/5诬粗。所以，工業(yè)發(fā)達國家已將RP/RT作為縮短產品開發(fā)時間及模具制作周期的重要研究課題和制造業(yè)核心技術之一溜舷，我國也已開始了快速制造業(yè)的研究與開發(fā)應用工作扯凫。  

　　二、基于RPM的快速模具制造方法  

　　模具是制造業(yè)必不可少的手段开摄，其中用得最多的有鑄模售拼、注塑模、沖壓模和鍛模等邦马。傳統(tǒng)制作模具的方法是：對木材或金屬毛坯進行車贱鼻、銑、刨勇婴、鉆忱嘹、磨、電蝕等加工耕渴，得到所需模具的形狀和尺寸拘悦。這種方法既費時又費錢，特別是汽車橱脸、摩托車和家電所需的一些大型模具础米，往往造價數十萬元以上，制作周期長達數月甚至一年添诉。而基于RPM技術的RT直接或間接制作模具屁桑，使模具的制造時間大大縮短而成本卻大大降低。 

　　1. 用快速成形機直接制作模具 由于一些快速成形機制作的工件有較好的機械強度和穩(wěn)定性栏赴，因此快速成形件可直接用作模具蘑斧。作為蠟模的成型模時，它可用來重復注射100件以上的蠟模卢操。用FDM快速成形機的ABS工件能選擇性地融合包裹熱塑性粘結劑的金屬粉堡喳，構成模具的半成品，燒結金屬粉并在孔隙滲入第二種金屬（鋁）從而制作成金屬模。  

　　2.用快速成形件作母模祸播，復制軟模具(Soft tooling) 用快速成形件作母模夹它，可澆注蠟、硅橡膠遭唠、環(huán)氧樹脂恢儡、聚氨脂等軟材料，構成軟模具颊姻，或先澆注硅橡膠组莲、環(huán)氧樹脂模(即蠟模的壓型)，再澆注蠟模嫩碘。其中迂擅，蠟模可用于熔模鑄造臊啃，而硅橡膠模症丁、環(huán)氧樹脂模等可用作試制用注塑模或低熔點合金鑄造模旋圆。  

　　3.用快速成形件作母模宠默，復制硬模具(Iron tooling) 用快速成形件作母模，或據其復制的軟模具灵巧，可澆注(或涂覆)石膏搀矫、陶瓷、金屬基合成材料刻肄、金屬瓤球，構成硬模具(如各種鑄造模、注塑模敏弃、蠟模的壓型卦羡、拉伸模)，從而批量生產塑料件或金屬件麦到。這種模具有良好的機械加工性能绿饵，可進行局部切削加工，以便獲得更高的精度瓶颠，或鑲入嵌塊拟赊、冷卻系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)等捅青。用金屬基合成材料澆注成的蠟模的壓型蹲瘩，其模具壽命可達1000～10000件。  

　　4. 用快速成形系統(tǒng)制作電脈沖機床用電極 用快速成型件作母體豺孤，通過噴鍍或涂覆金屬喧弦、粉末冶金、精密鑄造竹小、澆注石墨粉或特殊研磨吕迁，可制作金屬電極或石墨電極。  

　　三傲钳、基于RP的快速模具制造的應用  

　　1. 利用硅橡膠模(Silicon Rubber Mold)制作佛頭肿圾、線圈 

　　硅橡膠有很好的彈性和復制性能，用它來復制模具可不考慮拔模斜度棺昵，基本不會影響尺寸精度簇戳，而且這種材料有很好的切割性能，用薄片就可容易地將其切開且切面間非常貼合销贝，因此用它來復制模具時可以先不分上下模樊展，整體澆注出軟模后，再沿預定的分模面將其切開堆生，取出母模专缠，即可得到上下兩個軟模。 

　　(1)試驗用設備和材料 所用的設備：Stratasys的Titan快速成形機淑仆、HVC-1真空注型機和恒溫箱涝婉。所用的材料：透明硅橡膠、固化劑和PX215真空注型硬制聚氨脂樹脂(異氰酸脂蔗怠，多元醇1∶1混合)墩弯。

　　(2)制模工藝路線以STL文件格式保存；將文件輸入快速成形機作出制件原型寞射，處理后作為硅橡膠母模渔工；組合模框后將硅橡膠和固化劑的混合物澆注于框中桥温，通過真空脫泡引矩、固化后剖切取出母樣即得硅膠模；最后在真空注型機中澆注塑料樣件策治。

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