资源描述：
《基于RP的快速模具制造技术及工艺》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第21卷第4期佳木斯大学学报(自然科学版)Vol.21No.42003年12月JournalofJiamusiUniversity(NaturalScienceEdition)Dec.2003文章编号:1008-1402(2003)04-0434-05基于RP的快速模具制造技术及工艺程晓民,孟繁琴(宁波高等专科学校,浙江宁波315016)摘要:快速模具制造技术有广阔的应用前景,可以用于新产品开发和小批量生产,降低生产成本,提高生产率,实现批量订制.本文介绍了典型的快速模具制造技术及工艺,其中包括:直接制造模具的SLS工艺、3D-P工艺、SDM工艺和DMLS工
2、艺,间接制造模具的硅橡胶模工艺、QuickCast工艺、喷射粘结成形工艺、Keltool工艺、金属冷喷模工艺和电铸工艺.随着快速模具制造技术的完善,快速模具的质量将不断提高.关键词:快速成形;快速模具;精密铸造;硅橡胶模中图分类号:TP391.4文献标识码:A0引言铸造、锻压、注塑、试制原型件、产品的生产等都需要模具,其开发、制作周期与成本往往是整个产品开发周期与成本的主要部分.但是,模具的开发既费时又费钱,已成为制约新产品开发的瓶颈,要缩短新产品的开发周期、降低成本,必须首先缩短模具的开发周期,降低模具的成本.快速成形(RP)技术与模具技术相结合形成的快速
3、模具制造技术(RapidTooling—RT),是近年来发[1]展比较快的一个应用领域.RT技术是不同于传统机加工模具的一种新方法、新工艺,它采用快速成形工艺及相应的后续加工,来快速制作模具,它涉及两方面的功能:(1)快速开发用于传统制造工艺的模具,如快速制作注塑模与铸造模型.(2)减少用模具成形工件所需的时间,缩短成形的循环周期,提高模具的生[2—4]产效率.例如:在注塑模具中,采用与工件共形的冷却道,使塑料快速、均匀冷却,缩短注射成形的循环时间,改善工件的品质.1RT的应用领域采用RT技术制造快速模具可以体现如下特点:1)不受工件特征或几何形状的限制;2
4、)能产生精确的模具几何形状,模具零件调试、修整工作量小;3)能提供良好质量的型腔表面;4)无模具尺寸的限制;5)有高生产节奏与生产率;6)与传统机加工钢制模具相比,制作周期短。图1RT的主要应用范围图1所示为RT的主要应用范围。采用RT技术制造的快速模具可以替代传统的木模、蜡模,并进一步制造砂型、壳型、铸造金属零件,也可将制件当作母模,快速制作环氧树脂模、硅胶模、石膏模、陶瓷模、蜡模或金属模等多种模具,再浇注金属件或塑料件,或者直接¹收稿日期:2003-06-08基金项目:¹浙江省自然科学基金项目(项目编号:502140)º宁波市青年博士基金项目(项目编号:
5、2003A62021)作者简介:程晓民(1965-),女,吉林省吉林人,宁波高等专科学校机械系副教授,工学硕士,同济大学机械工程学院博士生.¹第4期程晓民等:基于RP的快速模具制造技术及工艺435[5]制造EDM电极.目前RT方法已发展了至少20种以上,可大致分为直接模具制造和间接模具制造两大类.2直接快速模具制造技术直接快速模具制造是利用快速成形技术直接制造模具本身,再经过一些必要的后处理和机加工以获得模具所要求的机械性能、尺寸精度和表面粗糙度.目前能够直接制造金属模具的工艺有SLS,3D-P和SDM.其常用制造方法分述如下:2.1采用SLS或3D-P工艺
6、直接制造快速模具利用由塑料包裹的金属粉末作为成型材料,通过SLS或3D-P工艺制造出生料的模具零件,然后进行中温陪烧去除包裹材料,获得内部疏松结构的金属零件,这种零件机械性能较差,需要经过渗铜或静压处理等措施增加材料致密度(可达92%以上)和强度,再经过必要的机加工和表面研磨即可获得金属模具.这种工艺的主要缺点是材料陪烧时收缩较大,因而零件尺寸精度控制比较困难.2.2采用SDM工艺直接制造快速模具SDM工艺通过材料沉积、层面机械加工和喷丸处理三个步骤制造金属零件,层面机械加工的引入使所获得的零件具有较高的精度和表面质量,因此可以直接制造高致密度的金属零件/模
7、具.SDM工艺制造的金属模具突破了零件复杂程度的限制,同时又具有较高的成型精度.2.3采用DMLS工艺制造快速模具DMLS工艺是采用EOS公司的直接金属激光液相烧结(Direct-MetalLaser-Sintering)技术,用合金粉末烧结而成的模具,这种模具不必再进行后续烧结和渗铜.DMLS烧结需在EOS公司生产的EOSINTM型粉末材料选择性烧结快速成形机上进行,所采用的合金粉末有两种:1)DirectMetal铜—镍基混合粉用铜—镍基混合粉烧结成形的模具只需在其表面渗透一层高温环氧树脂,或渗入低熔点金属(如锡),就可作为注塑模、压铸模等.在烧结过程中
8、,材料的净体积变化几乎为零,从而使渗透树脂后的工作相
