復(fù)合鑄塑技術(shù)
“原型復(fù)制”(Paradigm Shift)一詞抽诉,曾經(jīng)有一段時(shí)間在文獻(xiàn)資料和專(zhuān)業(yè)詞匯中頻繁出現(xiàn)侯旬。值得慶幸的是虫弓,該詞匯使用不長(zhǎng)時(shí)間便消融在網(wǎng)絡(luò)世界里擦灸,但它卻給塑料制品工業(yè)指出了一條新路癌羞。Paradigm Shift模糊了原型制造和批量生產(chǎn)兩者之間的界限,于是出現(xiàn)一個(gè)新術(shù)語(yǔ)-快速原型制造(Prototyping)剂撑。
這類(lèi)新技術(shù)及其相應(yīng)設(shè)備在大大加快產(chǎn)品投入市場(chǎng)速度的同時(shí)豌富,也降低了塑料原型制造和批量生產(chǎn)的成本,免除了制造注射模具那一套昂貴苞毡、費(fèi)時(shí)的工藝铅乡。
復(fù)合鑄塑技術(shù)(Compcasting)
這種復(fù)合鑄塑技術(shù)運(yùn)用傳統(tǒng)的、廉價(jià)的快速制造(RT)模具烈菌,能使纖維增強(qiáng)尼龍6的模制過(guò)程象將環(huán)氧樹(shù)脂和尿烷澆鑄加工成塑料一樣簡(jiǎn)單阵幸。到目前為止,這種RT技術(shù)僅僅被用于將原型制造成塑料部件或者模型芽世。然而挚赊,復(fù)合澆鑄技術(shù)及其相關(guān)設(shè)備在短短一天內(nèi)诡壁,卻可能利用CAD存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行尼龍6產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)。采納這種新技術(shù)對(duì)生產(chǎn)廠商的意義在于荠割,它能夠大大縮短生產(chǎn)過(guò)程妹卿,這對(duì)尼龍6的應(yīng)用而言是一個(gè)不小的進(jìn)步。
尼龍6在汽車(chē)部件中應(yīng)用非常廣泛蔑鹦,比如進(jìn)油管夺克、閥門(mén)蓋、水泵嚎朽、散熱片以及風(fēng)扇罩等等铺纽,它還用于電動(dòng)工具的手柄、儀表盤(pán)和機(jī)殼哟忍。制造程序通常以CAD資料形式由原型服務(wù)中心開(kāi)始诫瑞,服務(wù)中心又將這種設(shè)計(jì)資料翻譯成STL信息,最后再被譯成SLA穗蚌、SLS敬育、LDM或者FDM中的一種資料形式。
傳統(tǒng)注射模具的投資一般會(huì)達(dá)到6位數(shù)字崭守,這個(gè)投資無(wú)論是對(duì)小型或者是中型規(guī)模的生產(chǎn)商來(lái)說(shuō)都是天文數(shù)字零勃。但這些模具的昂貴是可以理解的,因?yàn)樗鼈冃枰軌虺惺軜O高的壓力浙辫。有了注射模制技術(shù)类菊,塑料粒子先被熔融,然后在極高壓力的作用下又被壓入模具腔體內(nèi)郊檐。一旦固化玩捉,這個(gè)成型完好的產(chǎn)品即被脫模。在這種工作方式下茴怀,產(chǎn)品的質(zhì)量得到了保證词宴,但是為此卻付出了巨大的資金和時(shí)間代價(jià)。塑料注射設(shè)備及其復(fù)雜的輔助設(shè)備比如熱流道(包括噴嘴找筝、加熱器蹈垢、多管熱電偶、活塞及閥桿組件)的購(gòu)置和維修都極為昂貴袖裕,而將它們投入道較小規(guī)模的生產(chǎn)過(guò)程也是得不償失曹抬。
很顯然,利用注射成型的新產(chǎn)品推向市場(chǎng)的巨額花費(fèi)限制了塑料零部件的應(yīng)用和推廣急鳄。即使金屬RT(直接來(lái)自CAD資料)的替代技術(shù)到目前為止證明也只適合于少量的注模零件谤民。
復(fù)合鑄塑是一種快速原型制造的專(zhuān)利技術(shù),用于模制纖維增強(qiáng)尼龍6結(jié)構(gòu)及其他熱固性樹(shù)脂疾宏。該技術(shù)所使用的設(shè)備是復(fù)合鑄塑過(guò)程取得成功的必要條件张足。如果沒(méi)有合適的分散設(shè)備触创,這個(gè)生產(chǎn)過(guò)程就無(wú)法完成。獲取應(yīng)有的技術(shù)許可和設(shè)備后为牍,塑料廠商或者快速原型服務(wù)中心可直接把CAD資料轉(zhuǎn)化成纖維增強(qiáng)尼龍6的結(jié)構(gòu)零部件嗅榕。復(fù)合鑄塑技術(shù)的生產(chǎn)周期僅需一天。
這個(gè)短暫的工作周期是以CAD資料制造模具開(kāi)始的吵聪,模型的制造(使用SLA、SLS沿阁、FDM資料)通常用與澆鑄尿烷模型的傳統(tǒng)材料完全相同:橡膠嫌盲、塑料、熟石膏和砂子铆贞。
聚合工序(PolymerizationM)
下一個(gè)步驟只是簡(jiǎn)單地將傳統(tǒng)負(fù)離子聚合方法應(yīng)用到纖維增強(qiáng)尼龍6的生產(chǎn)中赐赁。用一臺(tái)纖維增強(qiáng)尼龍6分散設(shè)備將單體已內(nèi)酰胺摻混到經(jīng)過(guò)活化劑處理過(guò)的尼龍6中。當(dāng)這種合成淤漿被加熱到140-150℃時(shí)伶摩,再用攪拌器將玻璃纖維增強(qiáng)材料加入進(jìn)行混合雕踊。為了促使聚合作用并使零部件的澆鑄一次獲得成功,催化劑將由另外一個(gè)加熱器中注入昂幕。催化劑的注入是在已內(nèi)酰胺進(jìn)入模具之前以正確的比例自動(dòng)注射到活化過(guò)的纖維增強(qiáng)已內(nèi)酰胺流里挺候。
因?yàn)椴牧弦驯环稚ⅲ阅z化作用早就開(kāi)始了庶化,而且混合物漸漸變濃直至稠漿狀態(tài)即钞。一旦到了這種狀態(tài),就不可再將纖維增強(qiáng)材料注到懸浮液中迹姆。機(jī)器再將溫度已達(dá)到140-150℃的纖維增強(qiáng)尼龍6材料直接輸送到模具內(nèi)部爱,纖維增強(qiáng)尼龍6在數(shù)秒時(shí)間內(nèi)可以成型。
這種技術(shù)的靈活性以及可選擇的分散設(shè)備允許將單件RP的單臺(tái)分散設(shè)備擴(kuò)充成為大規(guī)模的零件生產(chǎn)岭埠。
在所有情況下盏混,單個(gè)澆鑄纖維增強(qiáng)尼龍6零件和批量生產(chǎn)出(比如高壓注射模制)的零件在形狀、適配以及功能上完全一樣惜论。有些工業(yè)專(zhuān)家認(rèn)為復(fù)合澆鑄出的纖維增強(qiáng)尼龍6零件在許多應(yīng)用中都能勝過(guò)注模成型的纖維增強(qiáng)尼龍6许赃。
省時(shí)省錢(qián)
與金屬注射模具相反,使用快速模具制造零件能大大縮短零件從繪圖板上到投入市場(chǎng)所花費(fèi)的時(shí)間和金錢(qián)来涨。
使用纖維增強(qiáng)尼龍6分散設(shè)備图焰,快速原型和模具的生產(chǎn)可以迅速完成,省掉了巨大的開(kāi)支蹦掐、縮短了金屬模具注模生產(chǎn)中不可缺少的漫長(zhǎng)等待技羔。另外,應(yīng)用復(fù)合澆鑄技術(shù)卧抗,快速模具現(xiàn)在可以制造出1~2百萬(wàn)件尼龍6產(chǎn)品藤滥。
復(fù)合鑄塑技術(shù)也無(wú)須注射模制中使用的塑料粒子鳖粟。就拿增強(qiáng)尼龍6來(lái)說(shuō),預(yù)先的混合步驟將尼龍6加熱到玻璃纖維可加入的松軟程度拙绊。這不但節(jié)約了時(shí)間向图,而且也節(jié)約了生產(chǎn)成本。
復(fù)合鑄塑設(shè)備的效率很高哟俩,批量生產(chǎn)的完成要比注射設(shè)備的速度快得多碉讯。因?yàn)閺?fù)合鑄塑模具所發(fā)生的費(fèi)用很少,在這種技術(shù)中使用多模具的操作將會(huì)變得更加經(jīng)濟(jì)可行褐琼。單個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)上可安裝的模具數(shù)量達(dá)30對(duì)之多订淑,而分散設(shè)備在每個(gè)模具經(jīng)過(guò)它時(shí)由其噴嘴將所有模具依次加滿。由于擁有每秒一磅的加料量以及可快速加料的多重模具涤瘸,即使是在批量生產(chǎn)中搁排,也能使其生產(chǎn)速度比注模設(shè)備的速度快60%之多。
按最保守方法計(jì)算延砾,這種加工方法中模具的研制成本只有鋼制模具的80~90%占窥。另外,購(gòu)買(mǎi)復(fù)合鑄塑設(shè)備的成本最多只有購(gòu)置大型高壓注模設(shè)備成本的66%段辈。有些應(yīng)用證明整個(gè)復(fù)合鑄塑技術(shù)要比傳統(tǒng)的注模技術(shù)便宜50%唆海,即使大批量生產(chǎn)也如此。
許多情形下肖喂,復(fù)合鑄塑技術(shù)在產(chǎn)品投入市場(chǎng)和改新項(xiàng)目?jī)烧咧兴o予的效率和成本優(yōu)勢(shì)會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果簇抵,特別是在涉及到產(chǎn)量不足10萬(wàn)件的生產(chǎn)時(shí)。在這種產(chǎn)量相對(duì)較小的情況下射众,制造一種耐用的高壓注射模具的費(fèi)用有時(shí)在批量生產(chǎn)中得不到稀釋碟摆。這種新型快速原型制造的方法可為那些想從技術(shù)上獲利的塑料廠商提供了新模式。
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