快速模具制造技术的现状及其发展趋势（精品）.doc

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1、快速模具制造技术的现状及其发展趋势作者：张海鸥...资料库來源：CAD世界网点击数：350更新时间：2007-8-30摘要：快速成形与制造(RP&N)作为诞生仅十余年的先进制造技术，已成功地实现了快速原型制造，目前正向快速模具制造(RT)方向迅速发展。主要介绍了快速制模尤其是快速金属模貝制造(RNT)技术的现状和发展趋势，比较和分析了模具快速制造的间接法和直接法的特点和问题，探讨了快速模具制造技术发展面临的关键问题及其应用前景。关键词：快速成形与制造；快速制模；快速制造金属模具；间接法；玄接法引言快速成形与制造(RPM：Rapid

2、Prototvfolng&Manufacturing)是融激光、材料科学、信息与控制技术等为一体的分层层积技术，堪称是20世纪后半期制造技术最重大的进展Z—。RPMfi术诞生10余年来已在汽车、家电、航空、医疗等行业中得到广泛应用。国外人型企业如通用、福特、法拉利、丰田、麦道、IBM、AT&T、Motorla等以及我国的一些著名企业,都积极在产品设计过程中采用这项技术,进行产品的有关设计检验、外观讦审、装配实验、动态分析、光弹应力分析、风洞实验等，成功地实现了面向市场的产品造型设计敏捷化。而随之兴起的快速制模尤其是快速制造金属模具

3、(RMT：RapidMetalTooling)则是山新产品设计迅速形成窩效、低成木、优质的批量生产并抢占市场的必山途径，是RPM技术进一步发展并取得更大经济效益所而临的关键课题，成为当前RPM技术研究的国际前沿。值此壯纪Z交，该技术被美国汽车工程杂志讦为全球15项重大技术Z首，受到全球制造业的广泛关注。1快速制模技术的发展简况随着多品种小批最时代的逐步來临和企业要求模具能保证新产品快速占领市场，开发快速经济模具越來越引起人们的匝视，例如用环氧聚脂或其中混入金属、陶瓷、玻璃等増强材料制作的快速软模，可用于上百件注劑成形以及汽车覆盖件

4、试制。其主要特点是制造工艺简单、生产周期短、价格便宜。但由于材料的导热性和机械性能不高，这种模具难以用于快频率的批屋注舉成形以及金属拉延件批暈成形。水泥、陶瓷制作的汽车覆盖件模具还有待进-步改善。和比Z下，由丁•金屈材料具有优良的综合性能，金屈模貝低成本快速制造成为RPN技术的努力H标。世界先进工业化国家的RPM技术在经历了模型与零件试制、快速软模制造阶段后，目前正向快速硬模即金属模具制造(RMT)方向发展，RMT己成为国际RPN技术应用研究开发的热点。业已提出的众多RNT方法可分为山cAD数据及RP系统制作的快速原型或其他实物模

5、型复制金属模具的间接法和根据CAD数据直接山RP系统制造金属模具的直接法两大类。下图表示主要的金属模具快速制造方法的基本工艺路线。直接法虽然受到关注，但由于尺寸范围及精度、表而质量、综合机械性能等方而存在问题，离实用化尚有和当差距，忖前最成熟的RNT法是间接法。EDM的瓷型T粒型J~iq制石更电楓｝—■｛思也[娩结♦游选图1快速制造金属樓具的工艺路銭2.1间接制模法在直接制模法尚不成熟的悄况下,目前具有竞争力的RMT技术主要是粉末烧结、电铸、铸造和熔射等间接制模法。国内外这方面的研究非常活跃，冇许多金属模具间接快速制造技术的研究及

6、应用事例。如3Dsystems公司的基于SLA原型的粉末成形烧结+浸渗快速复制(Kcltool)工艺、CEMCOM公司的镀银+陶瓷复合(NC'C,Nickel-CeramicComposite)工艺、IdahoNationalEngineeringandEnvironmental]Lab的快速凝固工艺(RSP,PaoidSolidificationProcess)利SoligenTech.Inc.公司的基TDSCP金属薄壳成形系统的铸造工艺、BadgerPaUem公司的锌合金喷涂+树脂•金属复合材料补强工艺和东京大学的RHST(R

7、aopidHardSorayTooling)以及日产汽车公司的熔射快速制造金屈模貝法等。Keltool方法的工艺路线是：宙SLA方法生成快速原型I•硅橡胶翻模得到模具的负型■■填充金屈粉末及粘结剂十放入高温炉膛内进行烧结、渗铜••得到最终模具。模具型腔经过热处理后表面硬度可以达到48〜50HRC。用A6工具钢制造的模具能够生产数千件产品，但此法制模过程时间长，且工艺复杂。NCC方法冇•先在SLA方法生成的快速原型上镀上一层悖约1—5mm的银，然后徃線质镀层上用化学反应凝固陶瓷材料(CBC,ChermicallvBondedCera

8、mic)作背衬补强，将原型分离后得到最终模具。这一方法具有与SLAT艺同等的精度，可用于注犁模制造，但要解决电镀工序时间长和需处理废液污染等问题。RSP方法是用高速隋性气体将熔化的金属液体雾化，喷射在右蜡、梨料或陶瓷原型•(通过SLA、SLS或LO