快速模具技術論文(2)
快速模具技術論文
快速模具技術論文篇二
快速模具制造技術研究與發展
摘要：快速制模技術、制造技術與發展趨勢下面作了簡要介紹;并在此基礎上，把它的特點、優勢、適用范圍和應用前景進行了討論和未來展望。快速原型技術的形式，基本原則和技術應用在模具制造，快速模具技術分析(RT)的發展前景和意義。
關鍵詞：快速模具制造技術;研究;開發
中圖分類號：TG76 文獻標識碼：A
隨著中國逐步從計劃經濟到市場經濟并加入WTO，市場競爭將更加激烈，企業要生存和發展，我們必須不斷提高自己的競爭力，加強管理也必須推出多款先進的制造技術。模具是重要的工業產品是把工業設備一體成型，由于模具零件，具有生產效率高、質量好、節約原材料和低成本的一系列的好處，因此在很大程度上決定了模具企業在市場競爭中的應變能力，成型已成為一個重要手段，現代工業產品和工藝的開發。
一、快速成型技術
它的快速原型設計的基本原則應該是屬于離散/堆積成形，具體目標是三維CAD模型，計算機將迅速轉化為具體的物質構成的三維物理樣機，這是第一個在CAD建模系統取得一個三維CAD模型(通過測量儀器或測量的物理形狀和大小，然后轉化為CAD模型)，然后對數據進行處理的模型。在一個方向(例如Z方向)的平面“分層”的處理，然后堆疊部分，最后堆積到原來的三維零件。如下圖：
首先，部件的幾何形狀，是輸入到計算機圖形系統(如CAD);其次，計算機表示的幾何模型被分為2塊，每個劃分層中的信息層的1/2的二維表示的平面體部分的厚度非常小的，然后，在這個過程中，在平面部分是一層沉積或粘合在一起，此粘合工藝形成所需的實體的對象的幾何形狀，它是一個連續的內部和兩個外部部分內部區域被分為主體部分，和外部區域中的快速原型技術中起著作用在所述支撐結構，下面詳細介紹快速成型的特點：
(1)、快速性通過STL格式文件，RPM系統幾乎可以與所有的CAD造型系統無縫連接，從CAD模型到完成原型制作通常只需幾小時到幾十小時，可實現產品開發的快速閉環反饋。
(2)、高度柔性快速成型系統是真正的數字化制造系統，它取消了工裝夾具，系統不作任何改變和調整即可完成不同類型的零件的加工制作，特別適合新品開發或單件小批量生產。
(3)、與復雜程度無關性零件制造周期和制造成本與零件的形狀和復雜度無關，而只與其凈體積有關。
(4)、高度集成化用重復的三維掃描成型復雜的三維零件，避免了數控加工的復雜編程步驟。從根本上克服了CAD/CAM集成時，CAPP這一瓶頸問題，從而實現高度自動化和程序化。
二、快速成型技術在模具制造中的應用
1、快速原型的快速制造模具技術的過程
(1)、軟成型技術，包括使用各種快速成型技術的SLS 與LOM，可直接轉換為CAD模型虛擬模型與金屬原型，在許多情況下，有一定的機械性能，可以用來作為一種軟模具，塑料件小批量生產。
(2)、準直的快速模具制造，在這里主要是指直接通過準RP技術生產模具，還需要更多的后續工作，可用于生產的工件，主要的方法是由RP金屬涂有粘接劑的粉末，金屬的懸浮液中，與金屬顆粒的塑料絲模壓成半成品，然后去除后的粘合劑和隨后的滲透過程以生產金屬模具。該模具可以用于塑件和蠟生產的介質數量。
(3)、直接快速模具制造技術可以直接從RP的系統中，高密度的金屬模，典型的激光燒結的金屬粉末成型技術：其中包括兩個過程的方法：第一，高功率激光燒結金屬粉末成型方法，即利用高功率激光(1000W以上)掃描金屬粉末燒結，一層一層的疊加成型，成型后的表面處理(打磨，精加工)來完成模具制作，模具制造，壓鑄，鍛造模具;第二，混合金屬粉末激光燒結法，即兩個金屬粉混合物，其特征在于，熔點低，從粘合劑的作用。
(4)、間接快速制模技術(IRT)RP方法所涉及的技術包括LOM、SLS 、SLA 、FDM等等，它有兩種成型方法：第一種是通過RP方法，形成一個木制的模具或樹脂模型，然后通過用硅橡膠模具的模型，電極形成，金屬和其他傳統的模具制造方法來生產模具，二是通過RP技術生產的模具(蠟模，消失模)和模具(砂或外殼),結合生產的金屬模鑄造技術。
2、常用的間接快速制模技術有以下幾種：
(1)、噴涂法RP使用金屬噴槍，以形成金屬硬殼原型層被分離下來，與鋁粉末填充的環氧樹脂或硅橡膠的支持，可以進行精確的注塑模具。這種方法省去了傳統的加工技術，詳細的圖紙，鍛造，機械切割，電火花，熱處理耗時的部分，它的成本比起傳統方法得到很大程度節約，生產周期由原來的3～6周，模具壽命可達10,000次。
(2)、研磨方法是環氧樹脂與碳化硅磨料進行混合，澆注連接到RP原型，固化后的工件中產生的印象，這樣的印象，可以用作壓力振動的方法，研磨工具，用于制造形狀復雜、高精度、高放電加工表面質量使用的石墨電極。這種方法比傳統的CNC加工速度更快，更安全，更可靠，對環境無污染，成本低的產品，電極可以制造更多的副模具。
(3)、室溫硫化模具是快速、簡單和廉價的品種，小批量生產的塑料部件和石蠟零件在航空航天，體育用品，玩具及裝飾設備，及其他領域得到廣泛應用。
(4)、真空成型被目前已廣泛應用，主要用于真空形成塑料杯，食品包裝，高檔家具，汽車內部裝飾部件。由于成形過程中溫度低于54.4 ℃，多個RP原型真空成型可以直接使用，從而有效地減少了生產時間，降低成本。
(5)、RP原型鑄造是據RP的物理原型(n型)可以變成二氧化硅腔(負)，變成陶瓷型(n型)的能力，使用陶瓷是一種可以鑄造金屬(如鋅合金，鈹銅)，腔體(負極)的注塑成型。SLS技術可直接用于生產成型金屬陶瓷模具。
(6)、投資鑄件是RP技術的最大優勢，它能夠迅速生產復雜形狀的原型，熔模鑄造(脫蠟鑄造)具有復雜的部分，兩個一起用模型制作的優勢，您可以快速創建各種零部件。使用FDM 、SLA、SLS原型制造過程中，如熔模鑄造方法，具有實際用途，并產生巨大的經濟效益。
三、快速模具技術的發展前景與各行應用
1、未來的快速模具制造技術的發展趨勢
(1)、提高模具的制造精度;尺寸精度-0.015～ 0.05毫米之間，并具有良好的表面質量，減少最終加工和拋光工藝，保證了工藝的經濟性。
(2)、努力開發新材料和新技術，高強度金屬模具間接制造技術的發展，以縮短生產周期，降低生產成本。
2、應用舉例
如新的火箭發動機殼體產品的原型，通過常規的加工方法是難以處理的，必須的通過成型。據測算，開模時間為8個月，耗資至少300000美元。如果產品的設計錯誤，要報廢整個模具，如果使用的快速成型方法，用于生產塑料制品的樣品，作為模具母模模具硅膠克隆。硅橡膠固定在母模的鋁標準的模具中，并傾人具有良好的硅橡膠，靜置12 ～ 20小時，完全固化后，打開模具架，沿一預定的硅橡膠刀剖開的分型線，取出母模鑄造，噴砂，一個合格的外殼鑄件，在短短的兩個月內制造出來，經過必要的加工，就可以運行裝機容量整個試驗周期短，超過三分之二的傳統方法，節約成本四分之三。
總之，由于技術進步，社會發展和日益激烈的市場競爭中，企業要生存，我們必須尋找一個快速，高效的生產方法;但是發展的生產要求與快速成型技術與傳統制造技術的興起相比，新產品具有開發周期短、成本低、靈活的產品設計優勢;基于RP的快速制模技術已成為現代工業產品和工藝開發的重要手段;因此，我們必須證明快速模具是由決定速度的快速原型設計與大規模生產的一個必要的方式來搶占市場，快速原型技術可實現更大的經濟效益的關鍵，快速制模技術具有廣闊的發展前景。
參考文獻：
[1].朱林泉.快速成型與快速制造技術.[M].國防工業出版社.2003·[2]
[2].金滌塵.現代模具制造技術.[M].北京機械工業出版社.2001.
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