快速模具技術(shù)論文(2)
快速模具技術(shù)論文
快速模具技術(shù)論文篇二
快速模具制造技術(shù)研究與發(fā)展
摘要：快速制模技術(shù)、制造技術(shù)與發(fā)展趨勢下面作了簡要介紹;并在此基礎(chǔ)上，把它的特點(diǎn)、優(yōu)勢、適用范圍和應(yīng)用前景進(jìn)行了討論和未來展望。快速原型技術(shù)的形式，基本原則和技術(shù)應(yīng)用在模具制造，快速模具技術(shù)分析(RT)的發(fā)展前景和意義。
關(guān)鍵詞：快速模具制造技術(shù);研究;開發(fā)
中圖分類號：TG76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
隨著中國逐步從計(jì)劃經(jīng)濟(jì)到市場經(jīng)濟(jì)并加入WTO，市場競爭將更加激烈，企業(yè)要生存和發(fā)展，我們必須不斷提高自己的競爭力，加強(qiáng)管理也必須推出多款先進(jìn)的制造技術(shù)。模具是重要的工業(yè)產(chǎn)品是把工業(yè)設(shè)備一體成型，由于模具零件，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、節(jié)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(yè)在市場競爭中的應(yīng)變能力，成型已成為一個重要手段，現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品和工藝的開發(fā)。
一、快速成型技術(shù)
它的快速原型設(shè)計(jì)的基本原則應(yīng)該是屬于離散/堆積成形，具體目標(biāo)是三維CAD模型，計(jì)算機(jī)將迅速轉(zhuǎn)化為具體的物質(zhì)構(gòu)成的三維物理樣機(jī)，這是第一個在CAD建模系統(tǒng)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(zhuǎn)化為CAD模型)，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)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(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)(如CAD);其次，計(jì)算機(jī)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(shí)體的對象的幾何形狀，它是一個連續(xù)的內(nèi)部和兩個外部部分內(nèi)部區(qū)域被分為主體部分，和外部區(qū)域中的快速原型技術(shù)中起著作用在所述支撐結(jié)構(gòu)，下面詳細(xì)介紹快速成型的特點(diǎn)：
(1)、快速性通過STL格式文件，RPM系統(tǒng)幾乎可以與所有的CAD造型系統(tǒng)無縫連接，從CAD模型到完成原型制作通常只需幾小時(shí)到幾十小時(shí)，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)的快速閉環(huán)反饋。
(2)、高度柔性快速成型系統(tǒng)是真正的數(shù)字化制造系統(tǒng)，它取消了工裝夾具，系統(tǒng)不作任何改變和調(diào)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(fā)或單件小批量生產(chǎn)。
(3)、與復(fù)雜程度無關(guān)性零件制造周期和制造成本與零件的形狀和復(fù)雜度無關(guān)，而只與其凈體積有關(guān)。
(4)、高度集成化用重復(fù)的三維掃描成型復(fù)雜的三維零件，避免了數(shù)控加工的復(fù)雜編程步驟。從根本上克服了CAD/CAM集成時(shí)，CAPP這一瓶頸問題，從而實(shí)現(xiàn)高度自動化和程序化。
二、快速成型技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用
1、快速原型的快速制造模具技術(shù)的過程
(1)、軟成型技術(shù)，包括使用各種快速成型技術(shù)的SLS 與LOM，可直接轉(zhuǎn)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(jī)械性能，可以用來作為一種軟模具，塑料件小批量生產(chǎn)。
(2)、準(zhǔn)直的快速模具制造，在這里主要是指直接通過準(zhǔn)RP技術(shù)生產(chǎn)模具，還需要更多的后續(xù)工作，可用于生產(chǎn)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(chǎn)金屬模具。該模具可以用于塑件和蠟生產(chǎn)的介質(zhì)數(shù)量。
(3)、直接快速模具制造技術(shù)可以直接從RP的系統(tǒng)中，高密度的金屬模，典型的激光燒結(jié)的金屬粉末成型技術(shù)：其中包括兩個過程的方法：第一，高功率激光燒結(jié)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(jié)，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(jié)法，即兩個金屬粉混合物，其特征在于，熔點(diǎn)低，從粘合劑的作用。
(4)、間接快速制模技術(shù)(IRT)RP方法所涉及的技術(shù)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(tǒng)的模具制造方法來生產(chǎn)模具，二是通過RP技術(shù)生產(chǎn)的模具(蠟?zāi)＃?和模具(砂或外殼),結(jié)合生產(chǎn)的金屬模鑄造技術(shù)。
2、常用的間接快速制模技術(shù)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(huán)氧樹脂或硅橡膠的支持，可以進(jìn)行精確的注塑模具。這種方法省去了傳統(tǒng)的加工技術(shù)，詳細(xì)的圖紙，鍛造，機(jī)械切割，電火花，熱處理耗時(shí)的部分，它的成本比起傳統(tǒng)方法得到很大程度節(jié)約，生產(chǎn)周期由原來的3～6周，模具壽命可達(dá)10,000次。
(2)、研磨方法是環(huán)氧樹脂與碳化硅磨料進(jìn)行混合，澆注連接到RP原型，固化后的工件中產(chǎn)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(fù)雜、高精度、高放電加工表面質(zhì)量使用的石墨電極。這種方法比傳統(tǒng)的CNC加工速度更快，更安全，更可靠，對環(huán)境無污染，成本低的產(chǎn)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(jià)的品種，小批量生產(chǎn)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(shè)備，及其他領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
(4)、真空成型被目前已廣泛應(yīng)用，主要用于真空形成塑料杯，食品包裝，高檔家具，汽車內(nèi)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(chǎn)時(shí)間，降低成本。
(5)、RP原型鑄造是據(jù)RP的物理原型(n型)可以變成二氧化硅腔(負(fù))，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(fù)極)的注塑成型。SLS技術(shù)可直接用于生產(chǎn)成型金屬陶瓷模具。
(6)、投資鑄件是RP技術(shù)的最大優(yōu)勢，它能夠迅速生產(chǎn)復(fù)雜形狀的原型，熔模鑄造(脫蠟鑄造)具有復(fù)雜的部分，兩個一起用模型制作的優(yōu)勢，您可以快速創(chuàng)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(shí)際用途，并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
三、快速模具技術(shù)的發(fā)展前景與各行應(yīng)用
1、未來的快速模具制造技術(shù)的發(fā)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(zhì)量，減少最終加工和拋光工藝，保證了工藝的經(jīng)濟(jì)性。
(2)、努力開發(fā)新材料和新技術(shù)，高強(qiáng)度金屬模具間接制造技術(shù)的發(fā)展，以縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。
2、應(yīng)用舉例
如新的火箭發(fā)動機(jī)殼體產(chǎn)品的原型，通過常規(guī)的加工方法是難以處理的，必須的通過成型。據(jù)測算，開模時(shí)間為8個月，耗資至少300000美元。如果產(chǎn)品的設(shè)計(jì)錯誤，要報(bào)廢整個模具，如果使用的快速成型方法，用于生產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)的模具中，并傾人具有良好的硅橡膠，靜置12 ～ 20小時(shí)，完全固化后，打開模具架，沿一預(yù)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(nèi)制造出來，經(jīng)過必要的加工，就可以運(yùn)行裝機(jī)容量整個試驗(yàn)周期短，超過三分之二的傳統(tǒng)方法，節(jié)約成本四分之三。
總之，由于技術(shù)進(jìn)步，社會發(fā)展和日益激烈的市場競爭中，企業(yè)要生存，我們必須尋找一個快速，高效的生產(chǎn)方法;但是發(fā)展的生產(chǎn)要求與快速成型技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)的興起相比，新產(chǎn)品具有開發(fā)周期短、成本低、靈活的產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)勢;基于RP的快速制模技術(shù)已成為現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品和工藝開發(fā)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(shè)計(jì)與大規(guī)模生產(chǎn)的一個必要的方式來搶占市場，快速原型技術(shù)可實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵，快速制模技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn)：
[1].朱林泉.快速成型與快速制造技術(shù).[M].國防工業(yè)出版社.2003·[2]
[2].金滌塵.現(xiàn)代模具制造技術(shù).[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社.2001.
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