1、快速模具制造技术研究与发展摘要：快速制模技术、制造技术与发展趋势下面作了简要介绍；并在此基础上，把它的特点、优势、适用范围和应用前景进行了讨论和未来展望。快速原型技术的形式，基本原则和技术应用在模具制造，快速模具技术分析（RT）的发展前景和意义。 关键词：快速模具制造技术；研究；开发 中图分类号：TG76 文献标识码：A 随着中国逐步从计划经济到市场经济并加入 WTO，市场竞争将更加激烈，企业要生存和发展，我们必须不断提高自己的竞争力，加强管理也必须推出多款先进的制造技术。模具是重要的工业产品是把工业设备一体成型，由于模具零件，具有生产效率高、质量好、节约原材料和低成本的一系列的好处，因此在很
2、大程度上决定了模具企业在市场竞争中的应变能力，成型已成为一个重要手段，现代工业产品和工艺的开发。 一、快速成型技术 它的快速原型设计的基本原则应该是属于离散/堆积成形，具体目标是三维 CAD 模型，计算机将迅速转化为具体的物质构成的三维物理样机，这是第一个在 CAD 建模系统取得一个三维 CAD 模型（通过测量仪器或测量的物理形状和大小，然后转化为 CAD 模型） ，然后对数据进行处理的模型。在一个方向（例如 Z 方向）的平面“分层”的处理，然后堆叠部分，最后堆积到原来的三维零件。如下图： 首先，部件的几何形状，是输入到计算机图形系统（如 CAD） ；其次，计算机表示的几何模型被分为 2 块，
3、每个划分层中的信息层的 1/2 的二维表示的平面体部分的厚度非常小的，然后，在这个过程中，在平面部分是一层沉积或粘合在一起，此粘合工艺形成所需的实体的对象的几何形状，它是一个连续的内部和两个外部部分内部区域被分为主体部分，和外部区域中的快速原型技术中起着作用在所述支撑结构，下面详细介绍快速成型的特点： (1)、快速性通过 STL 格式文件，RPM 系统几乎可以与所有的 CAD 造型系统无缝连接，从 CAD 模型到完成原型制作通常只需几小时到几十小时，可实现产品开发的快速闭环反馈。 (2)、高度柔性快速成型系统是真正的数字化制造系统，它取消了工装夹具，系统不作任何改变和调整即可完成不同类型的零件
4、的加工制作，特别适合新品开发或单件小批量生产。 (3)、与复杂程度无关性零件制造周期和制造成本与零件的形状和复杂度无关，而只与其净体积有关。 (4)、高度集成化用重复的三维扫描成型复杂的三维零件，避免了数控加工的复杂编程步骤。从根本上克服了 CAD/CAM 集成时，CAPP 这一瓶颈问题，从而实现高度自动化和程序化。 二、快速成型技术在模具制造中的应用 1、快速原型的快速制造模具技术的过程 （1） 、软成型技术，包括使用各种快速成型技术的 SLS 与 LOM，可直接转换为 CAD 模型虚拟模型与金属原型，在许多情况下，有一定的机械性能，可以用来作为一种软模具，塑料件小批量生产。 （2） 、准直
5、的快速模具制造，在这里主要是指直接通过准 RP 技术生产模具，还需要更多的后续工作，可用于生产的工件，主要的方法是由RP 金属涂有粘接剂的粉末，金属的悬浮液中，与金属颗粒的塑料丝模压成半成品，然后去除后的粘合剂和随后的渗透过程以生产金属模具。该模具可以用于塑件和蜡生产的介质数量。 （3） 、直接快速模具制造技术可以直接从 RP 的系统中，高密度的金属模，典型的激光烧结的金属粉末成型技术：其中包括两个过程的方法：第一，高功率激光烧结金属粉末成型方法，即利用高功率激光（1000W 以上）扫描金属粉末烧结，一层一层的叠加成型，成型后的表面处理（打磨，精加工）来完成模具制作，模具制造，压铸，锻造模具；
6、第二，混合金属粉末激光烧结法，即两个金属粉混合物，其特征在于，熔点低，从粘合剂的作用。 （4） 、间接快速制模技术（IRT）RP 方法所涉及的技术包括LOM、SLS 、SLA 、FDM 等等，它有两种成型方法：第一种是通过 RP 方法，形成一个木制的模具或树脂模型，然后通过用硅橡胶模具的模型，电极形成，金属和其他传统的模具制造方法来生产模具，二是通过 RP 技术生产的模具（蜡模，消失模）和模具（砂或外壳),结合生产的金属模铸造技术。 2、常用的间接快速制模技术有以下几种： （1） 、喷涂法 RP 使用金属喷枪，以形成金属硬壳原型层被分离下来，与铝粉末填充的环氧树脂或硅橡胶的支持，可以进行精确的
7、注塑模具。这种方法省去了传统的加工技术，详细的图纸，锻造，机械切割，电火花，热处理耗时的部分，它的成本比起传统方法得到很大程度节约，生产周期由原来的 36 周，模具寿命可达 10,000 次。 （2） 、研磨方法是环氧树脂与碳化硅磨料进行混合，浇注连接到 RP原型，固化后的工件中产生的印象，这样的印象，可以用作压力振动的方法，研磨工具，用于制造形状复杂、高精度、高放电加工表面质量使用的石墨电极。这种方法比传统的 CNC 加工速度更快，更安全，更可靠，对环境无污染，成本低的产品，电极可以制造更多的副模具。 （3） 、室温硫化模具是快速、简单和廉价的品种，小批量生产的塑料部件和石蜡零件在航空航天，
8、体育用品，玩具及装饰设备，及其他领域得到广泛应用。 （4） 、真空成型被目前已广泛应用，主要用于真空形成塑料杯，食品包装，高档家具，汽车内部装饰部件。由于成形过程中温度低于 54.4 ，多个 RP 原型真空成型可以直接使用，从而有效地减少了生产时间，降低成本。 （5） 、RP 原型铸造是据 RP 的物理原型（n 型）可以变成二氧化硅腔（负） ，变成陶瓷型（n 型）的能力，使用陶瓷是一种可以铸造金属（如锌合金，铍铜） ，腔体（负极）的注塑成型。SLS 技术可直接用于生产成型金属陶瓷模具。 （6） 、投资铸件是 RP 技术的最大优势，它能够迅速生产复杂形状的原型，熔模铸造（脱蜡铸造）具有复杂的部分
9、，两个一起用模型制作的优势，您可以快速创建各种零部件。使用 FDM 、SLA、SLS 原型制造过程中，如熔模铸造方法，具有实际用途，并产生巨大的经济效益。 三、快速模具技术的发展前景与各行应用 1、未来的快速模具制造技术的发展趋势 （1） 、提高模具的制造精度；尺寸精度-0.015 0.05 毫米之间，并具有良好的表面质量，减少最终加工和抛光工艺，保证了工艺的经济性。（2） 、努力开发新材料和新技术，高强度金属模具间接制造技术的发展，以缩短生产周期，降低生产成本。 2、应用举例 如新的火箭发动机壳体产品的原型，通过常规的加工方法是难以处理的，必须的通过成型。据测算，开模时间为 8 个月，耗资至
10、少 300000美元。如果产品的设计错误，要报废整个模具，如果使用的快速成型方法，用于生产塑料制品的样品，作为模具母模模具硅胶克隆。硅橡胶固定在母模的铝标准的模具中，并倾人具有良好的硅橡胶，静置 12 20小时，完全固化后，打开模具架，沿一预定的硅橡胶刀剖开的分型线，取出母模铸造，喷砂，一个合格的外壳铸件，在短短的两个月内制造出来，经过必要的加工，就可以运行装机容量整个试验周期短，超过三分之二的传统方法，节约成本四分之三。 总之，由于技术进步，社会发展和日益激烈的市场竞争中，企业要生存，我们必须寻找一个快速，高效的生产方法；但是发展的生产要求与快速成型技术与传统制造技术的兴起相比，新产品具有开发周期短、成本低、灵活的产品设计优势；基于 RP 的快速制模技术已成为现代工业产品和工艺开发的重要手段；因此，我们必须证明快速模具是由决定速度的快速原型设计与大规模生产的一个必要的方式来抢占市场，快速原型技术可实现更大的经济效益的关键，快速制模技术具有广阔的发展前景。 参考文献： 1.朱林泉.快速成型与快速制造技术.M.国防工业出版社.20032 2.金涤尘.现代模具制造技术.M.北京机械工业出版社.2001.
