全球經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步一體化捶卧，制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)顯得越發(fā)激烈误辑。如何縮短生產(chǎn)周期并降低成本旋炒，成了制造業(yè)首要考慮的問(wèn)題。提高產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度和生產(chǎn)的柔性化程度成為共同的目標(biāo)脆淹。  

　　快速模具制造技術(shù)(RT)就是適應(yīng)這種市場(chǎng)需求，能快捷沽一、方便地制作工具和模具的一種新型技術(shù)盖溺。以快速成形技術(shù)為基礎(chǔ)的快速制模技術(shù)，是20世紀(jì)80年代后期發(fā)展起來(lái)的新興技術(shù)铣缠，是傳統(tǒng)的制模方法與快速成形技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物烘嘱。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，快速制模技術(shù)從產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)到原型件模型的制作蝗蛙，直到產(chǎn)品模具的制造蝇庭、產(chǎn)品的生產(chǎn)都顯示出了無(wú)比的優(yōu)越性。  

　　從古代的手工制作到后來(lái)的CAD畫(huà)圖捡硅，再到現(xiàn)在的RT哮内，它的發(fā)展也就形成了一個(gè)綜合的制造系統(tǒng)。  

　　快速制模技術(shù)適合中國(guó)國(guó)情讶瘩，具有廣闊的應(yīng)用前景达植。與高速銑削加工相比，在表面帶精細(xì)復(fù)雜形狀和電火花加工難以省去的金屬模具制造方面占有優(yōu)勢(shì)欺划。  

　　根據(jù)模具材料轿侍、生產(chǎn)成本、RP原型的材料邦碾、生產(chǎn)批量皿腾、模具的精度要求已開(kāi)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坠袄，基于RP快速制造模具的方法多為間接制模法索廊。依據(jù)材質(zhì)不同，間接制模法生產(chǎn)出來(lái)的模具有軟模、橋模和硬模痛贬。  

　　軟模(soft tooling)通常指的是硅橡膠模具挺久。用SLA、FDM驻债、LOM或SLS等技術(shù)制作的原型乳规，再翻成硅橡膠模具后，向模中灌注雙組份的聚氨酯合呐，固化后即得到所需的零件暮的。橋模(bridge tooling)通常指的是可直接進(jìn)行注塑生產(chǎn)的環(huán)氧樹(shù)脂模具。采用環(huán)氧樹(shù)脂模具與傳統(tǒng)注塑模具相比淌实，成本只有傳統(tǒng)方法的幾分之一冻辩，生產(chǎn)周期也大大減少。模具壽命不及鋼模拆祈，但比硅膠模高恨闪，可達(dá)1000～5000件，可滿(mǎn)足中小批量生產(chǎn)的需要放坏。硬模(hard tooling)通常指的就是鋼質(zhì)模具咙咽，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。 

　　快速原型技術(shù)(RP)  

　　快速原型技術(shù)(Rapid Prototyping淤年，簡(jiǎn)稱(chēng)RP)于1988年誕生于美國(guó)钧敞，迅速擴(kuò)展到歐洲和日本，并于九十年代初期引進(jìn)中國(guó)蛙陆”坑兀快速原型技術(shù)(RP)是采用材料累加思想，快速制造產(chǎn)品原型的新型綜合技術(shù)买鹊，已廣泛應(yīng)用于機(jī)械捍彼、汽車(chē)、電器第粟、航天航空匹羹、軍工等幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域，開(kāi)創(chuàng)了模具快速制造的新時(shí)代协颅，發(fā)展前景廣闊糕但。  

　　傳統(tǒng)的切削加工是不斷地去除毛坯上的多余材料而得到制件，而RP技術(shù)是采用基于材料累積制造的思想簇娩，把三維立體看成是無(wú)數(shù)平行的唠魏、具有不同形狀的層面的疊加，能快速制造出產(chǎn)晶原型货裳。  

　　快速原型制造技術(shù)(RP)將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)例吹、輔助制造(CAM)捧颅、計(jì)算機(jī)輔助控制(CHC)、精密伺服驅(qū)動(dòng)和新材料等先進(jìn)技術(shù)集于一體较雕，依據(jù)計(jì)算機(jī)上構(gòu)成的產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)模型碉哑，對(duì)其進(jìn)行分層切片，得到各層截面的輪廓亮蒋，激光選擇性的切割一層層的紙(或固化一層層的液態(tài)樹(shù)脂扣典、燒結(jié)一層層的粉末材料或熱噴頭選擇快速地熔覆一層層的塑料或選擇性地向粉末材料噴射一層層粘結(jié)劑等)，形成各截面輪廓并逐步疊加成三維產(chǎn)品慎玖。目前贮尖，它已成為現(xiàn)代制造業(yè)的支柱技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)并行工程趁怔、集成制造技術(shù)和技術(shù)開(kāi)發(fā)必不可少的手段之一湿硝。  

　　用于快速原型制造的材料有：液態(tài)光敏樹(shù)脂、粉末材料润努、熱塑性材料和薄片材料等关斜。快速原型制造按成形材料及技術(shù)的不同铺浇，發(fā)展了立體光刻造型法(SL)蚤吹、粉末燒結(jié)法(SIS)、熔化凝結(jié)法(FDM)划疟、薄層材料制造法(LOM)、三維印刷法(3DP)描蹦、逐層固化法(SGC)苦恶。  

　　與傳統(tǒng)的切削加工方法相比，快速原型加工具有以下優(yōu)點(diǎn)：  

　　(1)可迅速制造出自由曲面和更為復(fù)雜形態(tài)的零件仆阶，如零件中的凹槽筝踢、凸肩和空心部分等，大大降低了新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本和開(kāi)發(fā)周期驯祖；  

　　(2)屬非接觸加工彰碑，不需要機(jī)床切削加工所必需的刀具和夾具，無(wú)刀具磨損和切削力影響彪御；  

　　(3)無(wú)振動(dòng)详般、噪聲和切削廢料；  

　　(4)可實(shí)現(xiàn)夜間完全自動(dòng)化生產(chǎn)筋顽；  

　　(5)加工效率高玷利，能快速制作出產(chǎn)品實(shí)體模型及模具。  

　　基于RP技術(shù)的部分快速模具制造實(shí)例  

　　一评疗、車(chē)燈殼的硅膠制模  

　　真空澆鑄技術(shù)是快速原型/快速制模技術(shù)領(lǐng)域中較新的技術(shù)测砂，常用于軟質(zhì)模具制造茵烈。下面就介紹用真空澆鑄技術(shù)來(lái)制造車(chē)燈殼硅膠模的過(guò)程。  

　　1. 試驗(yàn)設(shè)備  

　　所用設(shè)備包括MK-Mini真空澆鑄機(jī)砌些、太陽(yáng)能電子天平呜投、靜音空壓機(jī)、脫模工具和耗材存璃。模具制作材料用硅膠T2和硬化劑(一般按10:1的比例配制)仑荐。  

　　2. 硅膠模的制作過(guò)程  

　　(1)原型表面處理   　

　　用一般的快速原型成形方法制作的車(chē)燈原型件，其疊層斷面之間一般常存在縫隙或凹凸不平的臺(tái)階紋有巧，通常需要進(jìn)行防滲處理释漆、強(qiáng)化處理以提高原型的抗?jié)裥浴⒖篃嵝院统叽绶€(wěn)定性篮迎。同時(shí)男图，要對(duì)原型表面進(jìn)行清潔以提高表面的光滑程度。只有原型表面足夠光滑甜橱，才能保證制作的硅膠模型腔的光潔度揭凭，進(jìn)而確保翻制的產(chǎn)品具有較高的表面質(zhì)量和便于從硅膠模中取出。  

　　(2)硅膠和固化劑計(jì)量乞微，混合并抽真空  

　　首先依據(jù)原型件(車(chē)燈殼)的尺寸和形狀估計(jì)原型件的體積俯重，再計(jì)算出型箱的體積，兩者相減即得所需硅膠的體積蝉徒。根據(jù)硅膠的密度計(jì)算硅膠的重量和硬化劑的重量(兩者比例約為10:1)夕锹，然后混合并放入MK-Mini真空澆鑄機(jī)里抽真空，這主要是除去膠料攪拌時(shí)混入的空氣及部分反應(yīng)產(chǎn)物认寓。在這個(gè)過(guò)程中需要注意的是依據(jù)估計(jì)的原型件體積來(lái)稱(chēng)取硅膠時(shí)要適量檬桅，型箱體積取得過(guò)小，可以降低硅膠的用量奉量，節(jié)省制模成本芹寓，但是會(huì)影響硅膠的使用效果且不利于硅膠模的澆注，從而使制作的模具存在缺陷笼糙；體積取得過(guò)大妓唬，既浪費(fèi)硅膠增加成本也增加了從硅膠模中取出產(chǎn)品的難度。  

　　(3)選取分離面拳喘、貼膠紙并制作澆口  

　　采用真空澆注技術(shù)原則上不管多復(fù)雜的零件苫昌，包括凸、側(cè)凹零件幸海，都能成形蜡歹。關(guān)鍵的問(wèn)題是要正確、精確地確定分離面的位置涕烧，因?yàn)樗苯佑绊懼鴿沧a(chǎn)品能否順利脫模以及產(chǎn)品澆注質(zhì)量的好壞月而。澆注口的定位應(yīng)該使得樹(shù)脂到達(dá)型箱各個(gè)邊緣的路徑長(zhǎng)短相同汗洒，這樣有利于澆注，甚至有可能省掉澆冒口父款。  

　　澆注口信道位置的固定件最好用光滑的圓桿溢谤，通常使用硅膠棒。對(duì)于該車(chē)燈殼選取下表面為分離面憨攒，并在分離面上貼上膠紙世杀，然后用硅膠棒制作澆口。澆口位置只能選取端面位置肝集，不能選上下表面瞻坝，因?yàn)檫@樣會(huì)影響車(chē)燈的表面光潔度和光學(xué)性能，從而影響質(zhì)量芙糙。  

　　(4)硅膠澆注再抽真空固化并烘干  

　　把排氣過(guò)的硅膠小心地從側(cè)面倒入型箱牢簸，硅膠沿著一側(cè)的箱壁進(jìn)入型箱，直到原型件全部沒(méi)入硅膠內(nèi)鹊逛。把型箱放入MK-Mini系統(tǒng)中渺类，再次進(jìn)行抽真空，目的主要是脫去在澆注時(shí)因吸附或受堵面殘存在膠料中的氣泡象讶。這些氣泡對(duì)模具質(zhì)量有極大的影響累换，脫除不徹底會(huì)在模具表面產(chǎn)生氣孔等缺陷。對(duì)此排氣進(jìn)行的時(shí)間大約50分鐘盏拐，將硅膠從真空室里取出放烤箱中烘干待插，對(duì)硅膠進(jìn)行加速硬化。  

　　(5)脫模  

　　在硅膠硬化后掠袒，模具就可打開(kāi)了谍竿。在打開(kāi)之前通過(guò)澆注口通入壓縮空氣，使得模具與原型件分開(kāi)惯缚，便于下一步脫模。  

　　首先用筆在分離面畫(huà)出波浪線(xiàn)的分割線(xiàn)诬像，再用小刀按波浪線(xiàn)切開(kāi)硅膠模屋群。由于硅膠的透明性，小刀切割的過(guò)程可以很清楚地看到坏挠。這里要注意小刀在盡可能地對(duì)著分離面芍躏，以防切開(kāi)的截面與分離面離得太遠(yuǎn)。為防止?jié)沧r(shí)模具的錯(cuò)位降狠，切割模具時(shí)对竣，切口應(yīng)切成鋸齒狀。然后利用脫模工具將原型件取出后榜配，將硅膠上殘留的膠帶和硅膠屑去掉否纬，從而車(chē)燈的硅膠模具就制作出來(lái)了吕晌。  

　　利用這個(gè)模具就可以制作出許多色樣但形狀相同的車(chē)燈殼產(chǎn)品了。  

　　3. 產(chǎn)品的制作  

　　把制作好的兩半硅膠膜具蓋上并用釘針固定临燃。先抽真空然后再放入真空澆注機(jī)中睛驳，使?jié)沧⒖趯?duì)準(zhǔn)漏斗嘴，把產(chǎn)品材料放入Mini澆注機(jī)的杯中膜廊，起動(dòng)機(jī)器乏沸。通過(guò)澆道澆注，完后取出模具進(jìn)行烘干牡科，待固化后牲耐，再取出模具開(kāi)模，這樣產(chǎn)品就被制造出來(lái)了桂喂。產(chǎn)品可以根據(jù)需要選擇不同的顏色琐惩。從實(shí)驗(yàn)中可知，采用這種快速制模技術(shù)制作的產(chǎn)品無(wú)論是在質(zhì)量荷焦、式樣盟挤、還是表面精度，與原型件相比都不遜色掌范，完全能滿(mǎn)足快速生產(chǎn)的要求腻俏。  

　　二、大型汽車(chē)覆蓋件模具的快速制作  

　　傳統(tǒng)的大型汽車(chē)模具制造方法是首先通過(guò)鑄造獲得型坯睦键，然后通過(guò)機(jī)加工的方法對(duì)型坯進(jìn)行加工來(lái)保證模具的尺寸目尘。傳統(tǒng)的模具加工方法存在的缺點(diǎn)為：制造周期長(zhǎng)，成本高栗沫，降低模具開(kāi)發(fā)的周期和成本成為急待解決的問(wèn)題诺秒。  

　　快速模具制造(RT工藝)是一種新型的工藝，RT工藝方法之一是通過(guò)快速原型制造(RP工藝)獲得原型谤绳，通過(guò)無(wú)焙燒陶瓷型技術(shù)將原型轉(zhuǎn)換為陶瓷型占锯，再進(jìn)行精密鑄造獲得尺寸精度較高、表面光潔度良好的鑄件缩筛，經(jīng)拋光處理后即得到所制造的模具消略。  

　　清華大學(xué)激光快速成型中心與一汽集團(tuán)、一汽模具技術(shù)有限公司合作采用RP/RT技術(shù)制作大型汽車(chē)覆蓋件模具瞎抛，制作步驟如下：  

　　(1)用Pro/E造型軟件做出CAD模型艺演。應(yīng)用MARC非線(xiàn)性有限元分析軟件對(duì)鑄件的凝固過(guò)程的尺寸精度進(jìn)行有限元分析，修改CAD模型桐臊。     

　　(2)LOM工藝制造模具凸凹模工作部分的原型胎撤，在殷華公司M-RPMS—II型設(shè)備上，應(yīng)用LOM分層實(shí)體制造工藝断凶，采用YHCP-1004涂敷紙伤提，完成模具凸凹模的原型制作巫俺，其余部分由砂型制造。  

　　(3)凸凹模工作部分的原型采用M-RPMS-Ⅱ型多功能快速成型機(jī)制作飘弧，輪廓掃描速度為300mm/s盘胯，網(wǎng)格直線(xiàn)速度為500mm/s，二氧化碳激光器功率為35W要尚，采用YHCP-1004涂覆紙刚驶，熱壓溫度為90℃，紙和膠層的總厚度為0.1mm-1mm朽擒。  

　　(4)利用無(wú)焙燒陶瓷轉(zhuǎn)換技術(shù)將模具的凸牙吼、凹模原型轉(zhuǎn)換為陶瓷型，陶瓷型凝固時(shí)間為8-10分鐘今搂，表面粗糙度Ra0.8-3.2柱称。  

　　(5)采用陶瓷型精密鑄造與消失模鑄造技術(shù)相結(jié)合的方法制造凸、凹模(包括工作部分和其它部分)饼簸。  

　　(6)對(duì)鑄造得到的模具進(jìn)行簡(jiǎn)單的拋光臼磁、打磨，獲得所需的模具倾皿。  

　　北京殷華激光成型及模具有限公司采用RP/RT技術(shù)完成了大型汽車(chē)覆蓋件模具的凸凹模制作吊磕，這是一個(gè)試驗(yàn)用板料沖壓模具，它的成功開(kāi)辟了一條大型覆蓋件模具制造的新路惩阶。 

　　快速制模技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)  

　　快速制模技術(shù)是在與傳統(tǒng)的機(jī)械加工制模技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)中產(chǎn)生并發(fā)展起來(lái)的挎狸。雖然近年來(lái)高速銑削技術(shù)得到迅速發(fā)展，其高達(dá)10多萬(wàn)轉(zhuǎn)/分的銑削速度和良好的表面精度已大大提高了機(jī)械加工制模技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力断楷，再加上電火花加工技術(shù)锨匆，致使機(jī)械加工制模技術(shù)成為快速制模技術(shù)強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。但是冬筒，在制造表面帶微細(xì)形狀恐锣、流道復(fù)雜，以及具有梯度功能材料和不同材質(zhì)表面的模具等方面舞痰，快速制模技術(shù)也有著機(jī)加工無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)土榴。  

　　目前，中國(guó)的汽車(chē)匀奏、家電、電子/通訊学搜、輕工等諸多行業(yè)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)越來(lái)越離不開(kāi)快速制模技術(shù)娃善。對(duì)于該技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展，我們的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)是開(kāi)發(fā)出具有原創(chuàng)性的短流程瑞佩、高精度的快速制模所需的新材料和新工藝聚磺，以形成具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的快速制模核心技術(shù)瓤计。而當(dāng)務(wù)之急則是加大對(duì)于大中型、復(fù)雜形狀莹宁、耐久性圾峭、高精度金屬模具的快速及低成本制造新工藝和新材料的開(kāi)發(fā)力度。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開(kāi)資料來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)审腺，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享堤谴，并不代表本站贊同其觀(guān)點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，也不構(gòu)成任何其他建議确列。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布栋固、編輯整理上傳，對(duì)此類(lèi)作品本站僅提供交流平臺(tái)我昵，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)埋署。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片芬角、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題绷匀，請(qǐng)第一時(shí)間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容彻秆，以保證您的權(quán)益楔绞！聯(lián)系電話(huà)：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。