第五章 快速模具制造1(借鉴教学)

快速成形技术的快速模具制造技术快速成形技术是一种快速制造技术，在许多制造领域中被广泛应用。

它的优势在于减少成本和提高生产效率。

快速成形技术的一个关键应用是快速模具制造技术。

在传统制造技术中，模具制造需要花费大量的时间和成本。

快速模具制造技术通过利用快速成形技术的优势来快速制造模具，从而带来更高的生产效率和低成本。

本文将介绍快速成形技术和快速模具制造技术，探讨它们在制造行业中的应用以及未来的发展方向。

一、快速成形技术概述快速成形技术（Rapid Prototyping）是一种以数字模型为基础，通过逐层堆积材料的方式制造复杂结构部件的技术。

它的本质是一种数字化制造技术，利用计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）和快速成形技术等先进技术，实现从数字模型到实体模型的过程。

快速成形技术产生的模型可以用于功能测试、样板制作、微型结构模型测量等领域。

它的一个重要应用是快速模具制造技术。

二、快速模具制造技术的现状快速模具制造技术是一种使用快速成形技术制造模具的技术。

传统的模具制造方法是通过切割、铣削、打孔、线切割等方式来加工模具。

这种方法耗时、成本高，并且生产周期长。

而快速模具制造技术是直接从数字模型制造模具，可以大大缩短制造周期和花费。

快速模具制造技术不仅节约了生产成本，而且使设计者更容易实现他们的设计概念，并快速完成新产品的开发。

目前，快速模具制造技术已经得到了广泛的应用。

主要应用领域包括航空航天、医疗器械、汽车、电子、塑料等行业。

简单来说，快速模具制造技术可以分为两类，分别是直接快速制造模具和间接快速制造模具。

1、直接快速制造模具直接快速制造模具是指从数字模型直接制造模具的技术。

它是实现模具快速制造的一种有效方法。

通过添加材料的方式，模具可以在一定时间内得到制造。

这种方法适用于塑料模具的制造，但在金属制品模具制造方面还没有发挥出全面的优势。

还需要进一步研究和改进。

2、间接快速制造模具间接快速制造模具是指通过制作快速模型制造铸型和翻转模等模具。

第5章基于快速原型的软模快速制造技术快速原型由于受其制造方法所要求的使用材料的限制，并不能够完全替代最终的产品。

因此，在新产品功能检验、投放市场试运行获得用户使用后的反馈信息以及小批量生产等方面，仍需要由实际材料制造的产品。

因此，利用快速原型作母模来翻制模具并生产实际材料的产品，便产生了基于快速原型的快速模具制造技术（Rapid Tooling，RT）。

RT技术突出的特点就是其显著的经济效益，它与传统的数控加工：模具方法相比，周期和费用都降低V10～1／3左右，见表5－l。

近年来，工业界对RT的研究开发投入了日益多的人力和资金，RT 的收益由此也获得了巨大增增长据SME统计，近年来RT服务的收益年增长率均高于RP系统销售。

5．1 快速模具的分类及基本工艺流程基于RP的快速模具制造方法一般分为直接法和间接法两大类。

直接制模法是直接采用RP技术制作模具，在RP技术诸方法中能够直接制作金属模具的是选择性激光烧结法（SLS 法）。

用这种方法制造的钢铜合金注塑模，寿命可达5万件以上。

但此法在烧结过程中，材料发生较大收缩巳不易控制，故难以快速得到高精度的模具。

目前，基于RP快速制造模具的方法多为间接制模法。

间接制模法指利用RP原型间接地翻制模具。

依据材质不同，间接制模法生产出来的模具一般分为软质模具（SOft Tooling）和硬质模具（Hard Tooling）两大类。

软质模具因其所使用的软质材料（如硅橡胶、环氧树脂等）有别于传统的钢质材料而得名，由于其制造成本低和制作周期短，因而在新产品开发过程中作为产品功能检测和投入市场试运行，以及国防、航空等领域单件、小批量产品的生产方面均受到高度重视，尤其适合于批量小、品种多、改型快的现代制造模式。

目前提出的软质模具制造方法主要有硅橡胶浇注这、金属喷涂法、树脂浇注法等。

软质模具生产制品的数量一般为50～5000件，对于上万件乃至几十万件的产品，仍然需要传统的钢质模具，硬质模具指的就是钢质模具。

基于快速成形技术的快速模具制造技术一、引言近10年来，制造业市场环境发生了巨大的变化，迅速将产品推向市场已成为制造商把握市场先机的重要保障。

因此，产品的快速开发技术将成为赢得21世纪制造业市场的关键快速成形技术(以下简称RP)是一种集计算机辅助设计、精密机械、数控激光技术和材料学为一体的新兴技术，它采用离散堆积原理，将所设计物体的CAD模型转化成实物样件。

由于RP技术采用将三维形体转化为二维平面分层制造的原理，对物体构成复杂性不敏感，因此物体越复杂越能体现它的优越性。

以RP为技术支撑的快速模具制造RT(Rapid Tooling)也正是为了缩短新产品开发周期，早日向市场推出适销对路的、按客户意图定制的多品种、小批量产品而发展起来的新型制造技术。

由于产品开发与制造技术的进步，以及不断追求新颖、奇特、多变的市场消费导向，使得产品(尤其是消费品)的寿命周期越来越短已成为不争的事实。

例如，汽车、家电、计算机等产品，采用快速模具制造技术制模，制作周期为传统模具制造的1/3～1/ 10，生产成本仅为1/3～1/5。

所以，工业发达国家已将RP/RT作为缩短产品开发时间及模具制作周期的重要研究课题和制造业核心技术之一，我国也已开始了快速制造业的研究与开发应用工作。

二、基于RPM的快速模具制造方法模具是制造业必不可少的手段，其中用得最多的有铸模、注塑模、冲压模和锻模等。

传统制作模具的方法是：对木材或金属毛坯进行车、铣、刨、钻、磨、电蚀等加工，得到所需模具的形状和尺寸。

这种方法既费时又费钱，特别是汽车、摩托车和家电所需的一些大型模具，往往造价数十万元以上，制作周期长达数月甚至一年。

而基于RPM技术的RT直接或间接制作模具，使模具的制造时间大大缩短而成本却大大降低。

1. 用快速成形机直接制作模具由于一些快速成形机制作的工件有较好的机械强度和稳定性，因此快速成形件可直接用作模具。

例如，Stratasys公司TITAN快速成形机的PPSF制件坚如硬木，可承受300℃高温，经表面处理(如喷涂清漆，高分子材料或金属)后可用作砂型铸造木模、低熔点合金铸造模、试制用注塑模以及熔模铸造的压型。