注塑模具快速原型制造

虽然快速成形技术问世时间不长,但由于它对制造业带来的巨大效益使得这一技术的应用日益广泛，特别是给模具的设计与制造带来了一次飞跃。快速原型技术可精确制作模具的型心和型腔，也可直接用于注射过程制作塑料样件，以便发现和纠正出现的错误。由于快速原型制造这一新技术的应用,使模具的设计与制造逐步趋向于数字化、快速化，使模具制造在缩短周期，降低成本的进程中，大大前进了一步。　　　　　　

快速制模技术大都是依据快速成型制作的实体模型即样模(母模)采用拷贝方式(如金属喷涂、电镀、复合材料浇注、精铸等)来快速制造模具主要工作零件(凸、凹模或模腔、模芯)的，其制造周期一般为传统的数控切削方法的1/5～1/10，而成本却仅为其1/3～1/5。　　　　　　　　　

根据模具材料、生产成本、RP原型的材料、生产批量、模具的精度要求已开发出多种多样的工艺方法。目前的快速制模方法大致有间接制模法和直接制模法，基于RP快速制造模具的方法多为间接制模法。依据材质不同，间接制模法生产出来的模具有软模、桥模和硬模。软模(soft tooling)通常指的是硅橡胶模具。用SLA、FDM、LOM或SLS等技术制作的原型，再翻成硅橡胶模具后，向模中灌注双组份的聚氨酯，固化后即得到所需的零件。桥模(bridge tooling)通常指的是可直接进行注塑生产的环氧树脂模具。采用环氧树脂模具与传统注塑模具相比，成本只有传统方法的几分之一，生产周期也大大减少。模具寿命不及钢模，但比硅胶模高，可达1000～5000件，可满足中小批量生产的需要。硬模(hard tooling)通常指的就是钢质模具，即用间接方式制造金属模具和用快速成形直接加工金属模具。　　　　　

快速制模技术制模周期短、工艺简单、易于推广、制模成本低、精度和寿命能满足某种特定的功能需要，综合经济效益良好，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。　

企业间的竞争日益加剧，产品开发周期要求越来越短，为快速制模技术提供了发展机遇和发展空间。随着工业化生产的发展，快速制模技术越来越受到产品开发商和模具界广泛重视，对其研究正方兴未艾，新的技术成果不断涌现，呈现出生机勃勃的发展趋势，有着强大的生命力。　

二、注塑模快速制造技术—金属喷涂制模法　　　　　　　　　

1、金属喷涂制模法简介　

金属喷涂制模法是将快速原型与热喷涂、快速凝固等方法相结合的间接制模法，其工艺是将熔融或半熔融的金属颗粒喷射到通过SLA、SLS或LOM方法制造的原型上，生成金属薄层，然后补强背衬并除去原型后得到模具产品。目前有两种形式，即雾化喷射法（快速凝固工艺RSP）、喷涂法。当模具要求的寿命在3000件以下时，一般采用以RP原型作母模，将低熔点的熔化金属（如锌铝合金）充分雾化后以一定的速度喷射到母模的表面，形成模具型腔表面，充填背衬复合材料，制作锌铝合金软模具。　　　　　

金属喷涂制模法以样模为标准，模具型腔尺寸、几何精度完全取决于样模，型腔表面及其精细花纹一次同时形成，故制模速度快，制造周期短，模具寿命长，成本低，仅为数控法加工钢模的1/3-1/5。模具表面光洁度好，工艺简单，设备要求低，比较适合于注射成型模、压铸模、板料压延模的快速制造。　　　　　

2、金属喷涂制模法工序　　　　

金属喷涂制模的工序大致可分为五个步骤：　　　　

（1）模型准备　

模型可由许多材料制成，包括塑料、石膏、橡胶、木材等。首先建立三维模型，然后对其进行分层切片，并由快速成型机制作出样模。模型准备中最重要的是清理模型表面和涂抹脱模剂。　

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