快速制模技术
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液态成形快速制模工艺
液态成形快速制模工艺指的是一种利用热塑性材料进行快速制模
的技术。
这种工艺的优势在于生产效率高、制模速度快以及成型精度
高等方面。
它通常使用CAD模型来生成制模数据,然后使用3D打印机
或CNC机床将模型打印出来。
使用液态成形快速制模工艺可以有效降低制模的成本和时间。
传
统的制模流程涉及到复杂的制模流程、必要的工具和设备以及昂贵的
材料。
而液态成形快速制模可以减少制作模型所需的时间和建模材料,因此可以使成本降低。
液态成形快速制模技术可以广泛应用于各种行业,例如汽车、航空、医疗、工业设计等。
在汽车行业中,这种工艺可以用于制作汽车
零件的原型以及内部部件。
在医疗行业中,这种技术可以用于制作医
疗器械原型和模拟器。
总之,液态成形快速制模工艺为制造业带来了一种高效、经济和
可靠的解决方案,可以提高生产率和效率,降低制作成本。
快速模具制造技术概述快速模具制造技术是一种高效、灵活和经济的制造方法,用于制作注塑模具、压铸模具和挤压模具等。
这种技术通过利用先进的数控加工设备、3D打印技术和快速零件制造技术,在短时间内生产出高质量的模具。
本文将介绍快速模具制造技术的原理、优势和应用。
原理快速模具制造技术主要基于数控机床的加工精度和3D打印的快速原型制作能力。
在制造过程中,首先使用计算机辅助设计软件(CAD)设计模具的三维模型,然后将模型转化为数控机床可以识别的G代码。
数控机床根据G代码自动控制刀具的运动,将坯料加工成模具的形状。
3D打印技术可用于制作复杂形状的模块和零部件,以及快速制作模具的原型。
优势快速模具制造技术具有以下几个优势:时间和成本节约相比传统模具制造方法,快速模具制造技术能够大大减少制造周期和成本。
数控机床的高速加工和自动化控制使加工过程更加高效和精准,而3D打印技术可以减少原型制作的时间和成本。
灵活性和适应性快速模具制造技术可以根据不同的需求和设计变化进行快速调整。
由于使用了数控机床和3D打印技术,可以灵活地调整模具的形状和尺寸,满足不同产品的需求。
高质量和复杂性快速模具制造技术可以实现复杂形状和高精度模具的制造。
数控机床的高精度加工和3D打印技术的高分辨率保证了模具的质量和精度。
创新和设计自由度快速模具制造技术提供了更大的创新和设计自由度。
利用3D打印技术可以实现更多样化的模具形状和结构,带来更多的设计可能性。
应用快速模具制造技术已广泛应用于各种制造行业,包括汽车、电子、家电、医疗器械等。
以下是其应用的一些典型示例:注塑模具制造快速模具制造技术在注塑模具制造中得到了广泛应用。
通过快速模具制造技术,注塑模具的制造周期可以大大缩短,同时可以实现更复杂的注塑模具设计,提高生产效率和产品质量。
压铸模具制造压铸模具制造是另一个适合快速模具制造技术的应用领域。
通过使用快速模具制造技术,可以快速制造出高精度的压铸模具,提高压铸产品的生产效率和质量。
模具快速制造技术模具是工业制造中不可或缺的一环。
它是将原材料经过加工和成型,用来制造各类产品所必需的工具。
随着科技的不断进步,模具制造技术也在不断革新。
其中,模具的快速制造技术是当前最为热门和前沿的技术之一。
一、快速制造技术的概念和特点快速制造技术(Rapid Tooling)是相对于传统模具制造方法而言的一种新型模具制造技术。
它是以电脑辅助制造技术(CAD/CAM)为基础,将设计好的三维模型转化为实体模具的方法。
与传统模具制造方法不同的是,快速制造技术的模具制造时间更短,成本更低廉,且可以制造高精度、复杂度更高的模具。
二、快速制造技术的分类根据快速制造技术的基本原理和应用范围,可将快速制造技术分为以下几类:1. 真空吸塑快速制造技术:真空吸塑快速制造技术是利用一些特殊的硅胶、塑料材料制作模具,之后利用真空吸塑技术快速制作出各种小尺寸的零件模具。
这种技术可以用于制作一些复杂形状、大批量、高质量且设计要求高的低压模具。
2. 烧结金属粉末快速制造技术:烧结金属粉末快速制造技术是指利用烧结工艺将金属粉末制成具有一定强度的模具,然后进行加工成型。
这种技术可以制造出复杂形状、高强度的大型模具。
3. 3D打印快速制造技术:3D打印快速制造技术是指将设计好的三维模型通过3D打印技术逐层输出制作模具的方法。
这种技术制造时间短、成本低、且具有一定的精度和表面质量。
4. 清模快速制造技术:清模快速制造技术是指通过复制已有的模具,并改变模具结构,以适应新的设计要求和工艺流程的方法。
这种技术可以省去制作新模具的时间和成本。
三、快速制造技术的应用领域快速制造技术广泛应用于各个行业,例如汽车、电子、医疗器械、航空等领域。
在汽车制造领域,快速制造技术可以进行模具造型、检具制作、模具试验和检验等工作。
可以快速制造出汽车大灯、排气管、座椅等各类零部件的模具。
在电子行业,快速制造技术可以利用3D打印技术快速制作出手机、电脑等各类产品的外壳,提高产品开发的速度和灵活性。
快速成型技术在产品设计中的应用快速成型技术,即Rapid Prototyping,简称RP技术,是一种利用计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)技术,通过堆叠或涂覆材料来逐层制造实体模型的技术。
随着科技的不断发展,快速成型技术在产品设计中的应用得到了越来越广泛的应用,为产品开发提供了更快、更灵活的解决方案。
本文将探讨快速成型技术在产品设计中的应用,并介绍其优势和未来发展趋势。
快速成型技术在产品设计中的应用主要体现在以下几个方面:1.快速制作实体模型:传统上,产品的开发需要花费大量的时间和成本来制作实体模型进行测试和验证。
而有了快速成型技术,设计师可以通过CAD软件设计出模型,并利用快速成型技术将设计图转化成实体模型,实现快速制作和验证设计的效果。
这样可以有效缩短产品开发周期,提高产品设计的灵活性和精度。
2.灵活性和创新性:快速成型技术可以很容易地制作复杂形状的实体模型,从而为设计师提供了更多的创意空间。
设计师可以通过快速成型技术制作出各种各样的模型,包括曲线、空间结构等复杂形状,从而激发设计的创新性,提高产品的竞争力。
3. 降低成本:传统的产品设计需要雕刻模型或制作模具,这些过程通常需要大量的时间和成本。
而快速成型技术可以直接将设计图转化为实体模型,无需制作模具和雕刻,从而大大节省了成本和时间。
4. 可视化效果:产品设计师可以通过快速成型技术将设计图快速转化为实体模型,从而更直观地展现给客户和团队成员,加快决策过程。
这种可视化效果可以帮助客户和团队更好地理解设计意图,提出意见和建议,从而更好地满足市场需求。
5. 高效的定制化生产:快速成型技术可以帮助企业快速响应市场需求,实现定制化生产。
设计师可以根据客户需求快速制作出客户需求的产品,实现小批量、多样化的生产,从而提高产品的市场竞争力。
未来,随着科技的不断发展和应用场景的不断扩大,快速成型技术在产品设计中的应用将会越来越广泛。
随着快速成型技术的不断创新和发展,将会有更多的材料可以用于快速成型技术,从而更好地满足产品设计的需求。
四种常见快速成型技术FDM丝状材料选择性熔覆 Fus ed Dep osi tion Mod eling 快速原型工艺是一种不依*激光作为成型能源、而将各种丝材加热溶化的成型方法,简称FDM。
丝状材料选择性熔覆的原理室,加热喷头在计算机的控制下,根据产品零件的截面轮廓信息,作X-Y平面运动。
热塑性丝状材料如直径为1.78m m的塑料丝由供丝机构送至喷头,并在喷头中加热和溶化成半液态,然后被挤压出来,有选择性的涂覆在工作台上,快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。
一层截面成型完成后工作台下降一定高度,再进行下一层的熔覆,好像一层层"画出"截面轮廓,如此循环,最终形成三维产品零件。
这种工艺方法同样有多种材料选用,如ABS塑料、浇铸用蜡、人造橡胶等。
这种工艺干净,易于操作,不产生垃圾,小型系统可用于办公环境,没有产生毒气和化学污染的危险。
但仍需对整个截面进行扫描涂覆,成型时间长。
适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。
由于甲基丙烯酸ABS M AB S 材料具有较好的化学稳定性,可采用加码射线消毒,特别适用于医用。
但成型精度相对较低,不适合于制作结构过分复杂的零件。
FD M快速原型技术的优点是:1、操作环境干净、安全可在办公室环境下进行。
2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。
3、尺寸精度较高,表面质量较好,易于装配。
可快速构建瓶状或中空零件。
4、原材料以卷轴丝的形式提供,易于搬运和快速更换。
5、材料利用率高。
6、可选用多种材料,如可染色的A BS和医用A BS、PC、PP SF等。
FDM快速原型技术的缺点是:1、做小件或精细件时精度不如SLA,最高精度0.127mm。
2、速度较慢。
SL A敏树脂选择性固化是采用立体雕刻Stereo litho gra phy原理的一种工艺,简称SLA,也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速原型技术。
在树脂液槽中盛满液态光敏树脂,它在紫外激光束的照射下会快速固化。
快速成型技术的发展趋势现状:由于受材料的限制,快速原型还不能用作实际工作零件问题:1、零件精度、有限的材料种类和力学性能2、目前,RP系统所用材料有限,与常规金属和工业塑料相比,RP原型较脆,价格昂贵,且对人体有害。
发展趋势1、金属零件的快速成型2、概念创新与工艺改进3、数据优化处理及分层方式的演变4、快速成型设备的专用化和大型化5、开发性能优越的成型材料6、成型材料的系列化、标准化7、喷射成型技术的广泛应用8、梯度功能材料的应用9、组织工程材料快速成型10、开发新的成型能源11、拓展新的应用领域12、集成化快速成型技术的特点1、自由成型制造2、制造过程快速3、添加式和数字化驱动成型方式4、技术高度集成5、突出的经济效益6、广泛的应用领域快速成型技术的优越性1、设计者受益2、制造者受益3、推销者受益4、用户受益快速成型工艺分类:光固化成型工艺SLA,叠层实体制造工艺LOW,选择性激光烧成型工艺SLS,熔融沉积快速成型工艺.FDM四种工艺简图中每个结构名称和作用光固化成型工艺(使用场合,收缩率大的原因)基本原理原材料:液槽中盛满液态光敏树脂;成型工具:氦-镉激光器或氩离子激光器发出的紫外激光束;成型过程:在控制系统的控制下,按各层截面信息在树脂表面逐点扫描,被扫描区域发生聚合反应而固化,形成薄层。
一层结束,工作台下移一个层厚,然后再原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂,刮板将粘度较大的树脂液面刮平,然后进行下一层扫描加工,新固化的一层牢固地粘结在前一层上,如此重复直至整个零件制造完毕。
材料:液态光固化树脂或称液态光敏树脂特点目前,由于光固化成型技术制造原型表面质量好,尺寸精度高,因而应用最为广泛。
1)优点(1)自动化程度高:全程完全自动化(2)尺寸精度高:±0.1mm(3)优良的表面质量:上表面可呈现玻璃状的效果(4)原件结构复杂,尺寸精细:尤其是内部结构(5)原型件用于熔模精密铸造的消失型(6)原型件可在一定程度上替代塑料件2)缺点:(1)成型过程伴随物理、化学变化,制件易弯曲,需要支撑,否则会变形;(2)树脂固化性能尚不如塑料,较脆,易断裂;(3)设备运转及维护成本高:液态树脂材料和激光器价格较高,且需要定期调整;(4)可使用的材料种类较少:感光性的液态树脂(5)液态树脂有一定的气味和毒性,且需避光保护,应用有局限性;(6)原型件未能完全固化,需要二次固化。
第6章模具的快速成型及快速制模技术随着生产技术的进步,新材料和先进设备的出现,使市场竞争日趋剧烈。
各个生产厂家为缩短产品的研发、生产周期,降低生产本钱和风险,使得快速成型及快速制模技术在生产中逐步得到了应用。
快速制模技术包括传统的低熔点合金模、电铸模具的制造技术和以快速成型技术〔Rapid Prototrping,RP〕为根底的快速制模技术。
这里介绍后种快速制模技术。
快速成型技术问世不到十年,已实现了相当大的市场,开展非常迅速。
人们对材料逐层添加法这种新的制造技术已逐步适应。
制造业利用这种现代化制造手段与传统制造技术的接轨的工作也进展顺利。
有效地结合数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段,使快速成型技术已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段。
在航空航天、汽车摩托车、家电、医疗器械等领域得到了广泛应用。
型制造技术的根本原理与特点快速成型制造技术的根本原理快速成型制造技术〔Rapid Prototyping & Manufacturing,RPM〕,在20世纪80年代中期由欧美、日本等兴旺工业国家提出,旨在解决常规机械加工或手工无法解决的问题。
快速成型制造技术是多学科、技术的穿插产物,融合了机械工程、材料科学、计算机技术、数控原理、光学技术等前沿技术。
全世界大约有数百家专门研究机构进展这方面的研究。
快速成型制造技术可以实现低本钱、高生产率和短周期的生产特点。
同时,从设计和工程的角度出发可以设计形状复杂的零件,无需受时间、本钱、可制造性方面的限制,如下图。
图快速成型技术制造的产品根据材料的别离形式把快速成型分为两类:1〕材料去除成形多余的材料〔工艺余料〕从基体上别离出去从而得到想要加工的模型形状,它是当前的主要加工方式,也是用得最为广泛的加工方法。
2〕材料堆积成形将材料通过合理的工艺方法堆积出想要加工模型。
该模型的堆积过程是在计算机的控制下完成的,因此成型的模型形状在理论上可以任意复杂。
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快速成型技术在模具制造中的应用与发展前景快速成型技术(Rapid Prototyping,简称RP),又称增材制造技术(Additive Manufacturing,简称AM),是一种通过逐层逐点添加材料的方式,直接将三维数字模型转换为实体模型的制造技术。
它通过数控技术、计算机模型和数字化工艺的应用,极大地缩短了传统制造过程中从设计到加工的时间,提高了制造效率和产品质量,并在模具制造领域得到广泛应用。
快速成型技术在模具制造中的应用主要体现在以下几个方面:1. 制造复杂结构的模具:传统的模具制造往往需要多次加工和组装,制约了模具的结构复杂度和精度,而快速成型技术可以直接将复杂的三维数字模型转化为实体模型,使得制造复杂结构的模具变得更加容易。
例如,快速成型技术可以实现内部空腔、内螺纹结构等复杂形状的模具制造,大大提高了模具的功能性和应用领域。
2. 减少制造周期:快速成型技术可以大大缩短模具的设计和制造周期。
传统的模具制造需要经过设计、加工、组装等多个环节,而且每个环节都可能出现问题导致延误。
而快速成型技术可以直接将数字模型转化为实体模型,减少了多个环节的中间过程,加快了模具的制造速度。
尤其是在产品开发的初期阶段,这种快速制造模具的能力非常重要,可以提高产品研发的效率和竞争力。
3. 优化模具结构和性能:快速成型技术可以通过不断试验迅速调整模具的设计和结构,提高模具的性能和质量。
在传统的模具制造中,往往需要经过多次试验和修改才能最终确定模具的结构和参数。
而快速成型技术可以通过快速制造并测试多个不同设计的模具样品,迅速找到最优设计方案,减少了试错的成本和周期,提高了模具的效率和性能。
4. 减少模具制造成本:快速成型技术不仅可以缩短制造周期,还可以降低模具制造的成本。
传统的模具制造方式往往需要大量的人工和设备投入,制造周期长,成本高。
而快速成型技术可以通过直接从数字模型中生成模具,减少了多个加工环节和设备的投入,降低了制造成本。
基于快速成形技术的快速模具制造技术(doc 10页)2.用快速成形件作母模,复制软模具(Soft tooling)用快速成形件作母模,可浇注蜡、硅橡胶、环氧树脂、聚氨脂等软材料,构成软模具,或先浇注硅橡胶、环氧树脂模(即蜡模的压型),再浇注蜡模。
其中,蜡模可用于熔模铸造,而硅橡胶模、环氧树脂模等可用作试制用注塑模或低熔点合金铸造模。
3.用快速成形件作母模,复制硬模具(Iron tooling)用快速成形件作母模,或据其复制的软模具,可浇注(或涂覆)石膏、陶瓷、金属基合成材料、金属,构成硬模具(如各种铸造模、注塑模、蜡模的压型、拉伸模),从而批量生产塑料件或金属件。
这种模具有良好的机械加工性能,可进行局部切削加工,以便获得更高的精度,或镶入嵌块、冷却系统、浇注系统等。
用金属基合成材料浇注成的蜡模的压型,其模具寿命可达1000~1 0000件。
4. 用快速成形系统制作电脉冲机床用电极用快速成型件作母体,通过喷镀或涂覆金属、粉末冶金、精密铸造、浇注石墨粉或特殊研磨,可制作金属电极或石墨电极。
三、基于RP的快速模具制造的应用1. 利用硅橡胶模(Silicon Rubber Mold)制作佛头、线圈硅橡胶有很好的弹性和复制性能,用它来复制模具可不考虑拔模斜度,基本不会影响尺寸精度,而且这种材料有很好的切割性能,用薄片就可容易地将其切开且切面间非常贴合,因此用它来复制模具时可以先不分上下模,整体浇注出软模后,再沿预定的分模面将其切开,取出母模,即可得到上下两个软模。
(1)试验用设备和材料所用的设备:Stratasys的Titan快速成形机、HVC-1真空注型机和恒温箱。
所用的材料:日产KE-1310ST透明硅橡胶、日产CAT-1310固化剂(浇注时,KE-1310ST与CAT-1310以100:10混合)和PX215真空注型硬制聚氨脂树脂(异氰酸脂,多元醇1∶1混合)。
(2)制模工艺路线使用 UG、PRO-E、Solid Edge 等软件进行三维实体造型,以STL 文件格式保存;将文件输入快速成形机作出制件原型,处理后作为硅橡胶母模;组合模框后将硅橡胶和固化剂的混合物浇注于框中,通过真空脱泡、固化后剖切取出母样即得硅胶模;最后在真空注型机中浇注塑料样件。
快速制模技术模具是制造业中使用量大、影响面广的工具产品。
没有型腔模、压铸模、铸模、深拉模和冲压模,就无法生产出被广泛应用和具有竞争价格的塑料件、合金压铸件、钢板件和锻件。
在现代批量生产中,没有高水平的模具,就没有高质量的产品,它对企业提高生产效率、降低生产成本也有重要的作用。
据国外最新统计分析,金属零件粗加工的75%、精加工的50%和塑料零件的90%是用模具加工完成的。
因此,模具工业也被称为“皇冠工业”。
由于市场竞争的日益激烈,产品更新换代的速度不断加快,多品种小批量将成为制造业的重要生产方式,在这种情况下,制造业对产品原型的快速制造和模具的快速制造提出了强烈的要求。
高速加工技术的出现,为模具制造技术开辟了一条崭新的道路。
快速制模技术是一种快捷、方便、实用的模具制造技术。
特别适用于新产品开发试制、工艺验证和功能验证以及多品种小批量生产。
快速制模技术特点快速模具制造技术与传统的模具制造技术相比,具有如下特点:(1)制造方法简单,工艺范围广由于快速模具制造是基于材料逐层堆积的成形方法,工艺过程相对简单、方便和快捷,它不仅能适应各种生产类型特别是单件小批的模具生产,而且能适应各种复杂程度的模具制造;它既能制造塑料模具,也能制造金属模具。
模具的结构愈复杂,快速模具制造的优越性就更突出。
(2)模具材料可强韧化和复合化快速模具制造工艺能方便地利用在合金中添加元素或结晶核心,改变金属凝固过程或热处理等手段,可改善和提高模具材料的性能;或者在合金中添加其它材料,可制造复合材料模具。
(3)设计周期短,质量高由于RT的模具设计极少依赖人的因素,因而可有效地降低人为的设计缺陷。
设计师可利用RP制造的高精度模型,在设计阶段就可对产品的整体或局部进行装配和综合评价,并不断改进,大大地提高了产品的设计质量。
(4)便于远程的制造服务由于RT对信息技术的应用,缩短了用户和制造商之间的距离,利用互联网可进行远程设计和远程服务,能使有限的资源得到充分的发挥,用户的需求能得到最快的响应。
快速制模技术类型快速制模技术与传统的机械加工相比,具有制模周期短、成本低、精度与寿命又能满足生产上的使用要求,是综合经济效益比较显著的一类制造模具的技术,概括起来,有以下几种类别。
1快速原型制造技术快速原型制造技术简称RPM,是80年代后期发展起来的一种新型制造技术。
美国、日本、英国、以色列、德国、中国都推出了自己的商业化产品,并逐渐形成了新型产业。
RPM是电脑、激光、光学扫描、计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助加工(CAM)、数控(CNC)综合应用的高新技术。
在成型概念上以平面离散、堆积为指导,在控制上以计算机和数控为基础,以最大柔性为总体目标。
它摒弃了传统的机械加工方法,对制造业的变革是一个重大的突破,利用RPM技术可以直接或间接地快速制模,该技术已被汽车、航空、家电、船舶、医疗、模具等行业广泛应用。
下面简述一下目前已经商业化的几种典型快速成型工艺。
1.1激光立体光刻技术(SLA)SLA技术是交计算机CAD造型系统获得制品的三维模型,通过微机控制激光,按着确定的轨迹,对液态的光敏树脂进行逐层扫描,使被扫描区层层固化,连成一体,形成最终的三维实体,再经过有关的最终硬化打光等后处量,形成制件或模具。
激光立体光刻技术主要特点是可成型任意复杂形状,成型精度高,仿真性强,材料利用率高,性能可靠,性能价格比较高。
适合产品外型评估、功能实验、快速制造电极和各种快速经济模具。
但该技术所用的设备和光敏树脂价格昂贵,使其成本较高。
1.2叠层轮廓制造技术(LOM)LOM技术是通过计算机的三维模型,利用激光选择性地对其分层切片,将得到的各层截面轮廓层层粘结,最终叠加成三维实体产品。
其工艺特点是成型速度快,成型材料便宜、成本低,因无相变,故无热应力、收缩、膨胀、翘曲等,所以形状与尽寸精度稳定,但成型后废料块剥离较费事,特别是复杂件内部的废料剥离。
该工艺适用于航空、汽车等和中体积较大制件的制作。
1.3激光粉末选区烧结成型技术(SLS)SLS技术是将计算机的三维模型通过分层软件将其分层,在计算机控制下,使激光束依据分层的切片截面信息对粉末逐层扫描,扫描到的粉末烧结固化(聚合、烧结、粘结、化学反应等),层层叠加,堆积成三维实体制件。
该技术最大特点是能同时用几种不同材料(聚碳酸脂、聚乙烯氯化物、石蜡、尼龙、ABS、铸造砂)制造一个零件。
1.4熔融沉积成型技术(FDM)FDM技术是由计算机控制可挤出熔融状态材料的喷嘴,根据CAD产品模型分层软件确定的几何信息,挤出半流动状态的热塑材料沉积固化成精确的实际制件薄层,自下而上层层堆积成一个三维实体,可直接做模具或产品。
1.5三维印刷成型技术(3D-P)3D-P技术用微机控制一个连续喷墨印刷头,依据分层软件逐层选择性地在粉末层上沉积液体粘结材料,最终由顺序印刷的二维层堆积成一个三维实体,犹如不使用激光的快速制模技术。
该技术主要应用在金属陶瓷复合材料的多孔陶瓷预成型件上,其目标是由CAD产品模型直接生产模具或功能性制作。
2表面成型制模技术表面成型制模技术,主要是利用喷涂、电铸、化学腐蚀等新的工艺方法形成型腔表面及精细花纹的一种工艺技术,实际应用中包括以下几种类型。
2.1电弧喷涂成型制模技术电弧喷涂成型技术的原理是:利用2根通电的金属丝之间产生电弧的热量将金属丝熔化,依靠高压气体将其充分雾化,并给予一定的动能,高速喷射在样模表面,层层镶嵌,形成一金属壳体,即型腔的内表面,再用充填基体材料(一般为金属粉粒与树脂的复合材料)加以支撑加固,提高其强度和刚性,连同金属模架组合成模具。
这种制模技术工艺简单、成本低,制造周期非常短,型腔表面的成型仅需几个小时,节省能源和金属材料,一般型腔表面仅2-3mm厚,仿真性极强,花纹精度可达到0.5μm。
目前该技术被广泛地用于飞机、汽车的内饰件模具、家电、家具、制鞋、美术工艺品等表面形状复杂及花纹精细的各种聚氨酯制品的吹塑、吸塑、PVC注射、PU发泡及各类注射成型模具中。
2.2电铸成型技术电铸成型技术的原理同电镀一样,是依样模(现成制品或按制品图纸制成的母模)为基准(阴极),置放在电铸液中(阳极),使电铸液中的金属离子还原后一层一层地沉积在样模上,形成金属壳体,将其剥离后,与样模接触的表面即为模具的型腔内表面。
该技术主要特点是节省材料、模具制造周期短,电铸层硬度可达40HRC,提高了耐磨性和寿命,粗糙度、尺寸精度与样模完全一致,适用于注射、吸塑、吹塑、搪塑、胶木模、玻璃模、压铸模等模具型腔及电火花成型电极的制造。
2.3型腔表面精细花纹成型的蚀刻技术蚀刻技术是光学、化学、机加工综合应用的一种技术,它的基本原理是先把花纹图案制成胶片,再把胶片上的花纹图案复制在已涂上光敏材料的模具型腔表面上,经过化学处理,模具型腔表面形成不被蚀刻部分的保护层,再根据模具材质,选择相应蚀刻工艺,将花纹图案蚀刻在模具内表面上。
该技术的主要特点是时间短、费用低,修补破损花纹图案可做到天衣无缝。
3浇铸成型制模技术浇铸成型制模技术的共同特点是依样件为基准,浇铸出凸、凹模,型腔表面不需要机械加工。
实际制模中主要有以下几种类型。
3.1铋锡合金制模技术铋锡合金快速制模技术是经样件为基准,以Bi-Sn(铋锡)二元共晶合金(熔点138℃,胀缩率万分之三)为材料,有精密铸造的方法同时铸出凸模、凹模、压边圈的一种技术。
该技术的特点是制模成本低,合金可重复使用,制造周期短,尺寸精度高,形状、尺寸与样件完全相符,一次铸模寿命可达500-3000件,非常适合新产品开发、工艺验证、样品试制及中小批量和平。
3.2锌基合金制模技术这是一种以样件(或样模)为基准,以熔点为380℃左右的锌基合金为材料,分别浇注凸、凹模,原则上型腔表面不进行机械加工的一种制模技术。
该技术特点是制模成本低、周期短,适用于制作薄板大型拉伸模、冲裁模及塑料模。
3.3树脂复合成型模具技术这是一种以样模(或工艺模型)为基准,以树脂或其复合材料为流体材料,先浇注出凸(凹)模,再依据凸(凹)模贴上蜡片(间隙层),浇注凸(凹)模。
该技术成型的型腔表面不需机械加工。
该技术与CAD/CAM相结合,特点是模具尺寸精度高、制造周期短、成本低,是新产品试制、小批量生产工艺装备的新途径。
适用于制作大型覆盖件拉伸模(也可局部镶钢)、真空吸塑、聚氨酯发泡成型模、陶瓷模、仿型靠模、铸造模等。
3.4硅橡胶制模技术该技术以制件原型或模型为基准,将柔态硅橡胶制作成块,再靠高压力与模型完全吻合。
4挤压成型技术4.1冷挤压成型利用铍铜合金的良好的导热性和稳定性,经固熔时效处理后,采用冷挤压制造模具凹模型腔。
其特点是制造周期短,型腔精度高(IT7级),表面粗糙度Ra=0.025μm,强度高,寿命可达50万次,无环境污染。
4.2超塑成型制模技术该技术是利用金属材料在细化晶粒、一定成型温度、低变形速率条件下,材料具有最佳超塑性时,将事先制作好的凸模,用较小的力便可挤压出凹模的一种快速经济制模技术。
超塑成型材料的典型代表是Zn-22%AL。
5无模多点成形技术无模多点快速成形技术是以CAD/CAM/CAT技术为主要手段,利用计算机控制高度可调基本体群形成上下成形面,代替传统模具对板料进行三维曲面成形的又一现代先进制造技术。
此项技术可以随意改变变形路径与受力状态,提高材料的成形极限,可反复成形,以此消除材料内部的残余应力,实现无回弹成形。
6凯维朗(KEVRON)钢带冲裁落料制模技术新型钢带冲裁落料制模技术是一种不同于一般具有凸、凹模结构的钢带模,它是由单刃钢带与特制垫板组成的新型快速经济制模技术。
这种模具重量轻,一般只有200kg,加工精度为±0.35-0.50mm,可适合各种黑色和有色金属的0.5-0.65mm厚的板料加工。
寿命可达到5-25万次,制造成本低。
7模具毛坯的快速制造技术—实型铸造由于大量的模具是属于单件或小批量生产,模具毛坯的制造质量和周期及成本对最终的模具质量和周期及成本的影响是至关重要的。
现代模具毛坯已广泛地采用子实型铸造技术,所谓实型铸造就是利用泡沫塑料(聚苯乙烯—PS或聚甲基丙烯酸酯—PMMA)制作代替传统的木模或金属模,造型后不需取出模型,便可以浇铸,泡沫塑料模型的高温液体金属作用下,迅速燃烧气化而消失,金属液取代原来泡沫塑料模型所占有的位置,冷凝后形成铸件。
实型铸造在实际应用中有下列几种情况。
7.1干砂实型铸造即用55-100目的全干没有任何粘结剂的石英砂造型,用EPS或PMMA 泡沫塑料制作的模型涂挂0.2-1mm厚透气性良好的耐火涂料层,以提高铸件表面粗糙度,防止粘砂或塌箱。
7.2负压实型铸造负压实型铸造又称V法造型。
该技术是使用全干而无粘结剂的石英砂做型砂,用EPS或PMMA泡沫塑料做模型,在塑料薄膜的密封条件下,让整个铸型在负压条件下(真空度0.4-0.67MPa)进行液体金属浇铸,铸件凝固后解除负压即可得到表面光洁的铸件。