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快速原型制造在模具制造中的應(yīng)用

  快速模具(RAPID TOOLING,以下簡稱RT)技術(shù)是隨著RP技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一門新技術(shù),其應(yīng)用途徑如下:用RP技術(shù)直接制做模具,用LOM系統(tǒng)制做的注塑加工件經(jīng)表面處理,其強度比一般木材還要高,可直接用作鑄造木模;用SLS等方法則可直接制造熔模鑄造用的蠟模。
  利用RP技術(shù)生產(chǎn)模具有兩種方法,即直接法和間接法。
直接法
    采用LOM方法直接生成的模具,可以經(jīng)受200℃的高溫,可以作為低熔點合金的模具或蠟模的成型模具,還可以代替砂型鑄造用的木模。
    直接法生產(chǎn)模具還處于初步研究階段。
間接法
    (1)制作簡易模具如果零件的批量小或用于產(chǎn)品的試生產(chǎn),則可以用非鋼鐵材料生產(chǎn)成本相對較低的簡易模具。這類模具一般用RP技術(shù)制作零件原型,然后根據(jù)該原型翻制成硅橡膠模、金屬、樹脂模或石膏模,或?qū)α慵瓦M行表面處理,用金屬噴鍍法或物理蒸發(fā)沉積法鍍上一層熔點較低的合金來制作模具。
    另外,還有一種用化學粘結(jié)陶瓷澆注注塑模的新工藝。其方法為:①用SLS或LOM方法制作母模;②用硅橡膠或聚氨酷澆注模型;③移去母模;④利用硅橡膠或聚氨酷模型澆注成化學粘結(jié)陶瓷模型;⑥在205℃下固化模型腔;⑥拋光;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鑄型,然后在真空條件下澆鑄鋁、鋅等非鐵合金模具,也可生產(chǎn)小批量注塑加工產(chǎn)品。
    (2)制作鋼質(zhì)模具
    陶瓷型精密鑄造法在單件生產(chǎn)或小批量生產(chǎn)鋼模時,可采用此法。其工藝過程為:
①RP原型做母模;②浸掛陶瓷砂漿;③在焙燒爐中固化模殼;④燒去母模;⑤預熱模殼;
⑥燒鑄鋼型腔;⑦拋光;⑧加入澆注、冷卻系統(tǒng);⑨制成注塑模。
    失蠟精密鑄造法在批量生產(chǎn)金屬模具時,先利用RP原型制成蠟模的成型模,然后利用該成型模生產(chǎn)蠟模,再用失蠟精鑄工藝制成鋼模具。在單件生產(chǎn)復雜模具時,也可以直接用RP原型代替蠟模。
    用化學粘結(jié)鋼粉澆鑄型腔該方法的步驟為:①用RP先制成母模;②翻制硅橡膠或聚氨酷軟模;③澆注化學粘結(jié)鋼粉型腔;④燒結(jié)鋼粉;⑤滲銅處理;⑥拋光型腔;⑦制成注塑模具。
    利用RP原型制作EDM電極,然后用電火花加工制成鋼模。電極快速制造有以下幾種方法。
    精密鑄造法該方法通過電解液使金屬銅沉積在1:7:原型表面約2-3mm厚,然后取出。
    用RP系統(tǒng)制造的原型作母??焖購椭坪喴啄>?用快速原型注塑加工件作母??蓮椭瞥鱿災!⒐柘鹉z模、環(huán)氧樹脂?;蚓郯笨崮5溶浤>?據(jù)此軟模具又可澆鑄出環(huán)氧樹脂、石膏、陶瓷、低熔點金屬、金屬基復合材料等硬模具。這些簡易模具可用作各種鑄造模、注塑模、蠟模的成型模以及拉伸模等,實現(xiàn)塑料件或金屬件的小批量生產(chǎn)。
    用快速原型注塑加工件作母模,通過金屬噴涂等方法可快速制造電脈沖機床用電極。
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