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快速原型制造在模具制造中的应用

  快速模具(RAPID TOOLING,以下简称RT)技术是随着RP技术的发展而迅速发展起来的一门新技术,其应用途径如下:用RP技术直接制做模具,用LOM系统制做的注塑加工件经表面处理,其强度比一般木材还要高,可直接用作铸造木模;用SLS等方法则可直接制造熔模铸造用的蜡模。
  利用RP技术生产模具有两种方法,即直接法和间接法。
直接法
    采用LOM方法直接生成的模具,可以经受200℃的高温,可以作为低熔点合金的模具或蜡模的成型模具,还可以代替砂型铸造用的木模。
    直接法生产模具还处于初步研究阶段。
间接法
    (1)制作简易模具如果零件的批量小或用于产品的试生产,则可以用非钢铁材料生产成本相对较低的简易模具。这类模具一般用RP技术制作零件原型,然后根据该原型翻制成硅橡胶模、金属、树脂模或石膏模,或对零件原型进行表面处理,用金属喷镀法或物理蒸发沉积法镀上一层熔点较低的合金来制作模具。
    另外,还有一种用化学粘结陶瓷浇注注塑模的新工艺。其方法为:①用SLS或LOM方法制作母模;②用硅橡胶或聚氨酷浇注模型;③移去母模;④利用硅橡胶或聚氨酷模型浇注成化学粘结陶瓷模型;⑥在205℃下固化模型腔;⑥抛光;⑦制成小批量注塑加工制品用注塑模。
    如果利用母模翻制成石膏铸型,然后在真空条件下浇铸铝、锌等非铁合金模具,也可生产小批量注塑加工产品。
    (2)制作钢质模具
    陶瓷型精密铸造法在单件生产或小批量生产钢模时,可采用此法。其工艺过程为:
①RP原型做母模;②浸挂陶瓷砂浆;③在焙烧炉中固化模壳;④烧去母模;⑤预热模壳;
⑥烧铸钢型腔;⑦抛光;⑧加入浇注、冷却系统;⑨制成注塑模。
    失蜡精密铸造法在批量生产金属模具时,先利用RP原型制成蜡模的成型模,然后利用该成型模生产蜡模,再用失蜡精铸工艺制成钢模具。在单件生产复杂模具时,也可以直接用RP原型代替蜡模。
    用化学粘结钢粉浇铸型腔该方法的步骤为:①用RP先制成母模;②翻制硅橡胶或聚氨酷软模;③浇注化学粘结钢粉型腔;④烧结钢粉;⑤渗铜处理;⑥抛光型腔;⑦制成注塑模具。
    利用RP原型制作EDM电极,然后用电火花加工制成钢模。电极快速制造有以下几种方法。
    精密铸造法该方法通过电解液使金属铜沉积在1:7:原型表面约2-3mm厚,然后取出。
    用RP系统制造的原型作母模快速复制简易模具:用快速原型注塑加工件作母模可复制出蜡模、硅橡胶模、环氧树脂模或聚氨酷模等软模具:据此软模具又可浇铸出环氧树脂、石膏、陶瓷、低熔点金属、金属基复合材料等硬模具。这些简易模具可用作各种铸造模、注塑模、蜡模的成型模以及拉伸模等,实现塑料件或金属件的小批量生产。
    用快速原型注塑加工件作母模,通过金属喷涂等方法可快速制造电脉冲机床用电极。
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