dmls技术在模具行业上的应用

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1、金属激光烧结技术DMLS在模具上的应用[李明韧]【摘要】在产品品质和客户交期日益苛刻，竟争越来越激烈的时候，当您对模具成型的产品变形或尺寸超差一愁未展时，或当我们对普通注塑件的的一个或几个品质缺陷反复调试修模仍不得其解时，当您对模具报出的交货期没有把握达成时，是否找到了这种颠覆式的制造工艺解决方式！笔者愿意与你一起探讨最新的模具制造技术—直接金属激光烧结技术制造模具，帮你解决燃眉之急！【关键词】DMLS快速模具随形冷却CNCEDM吹塑Erowa装夹系统a）b)图11．简介：通过使用高能量的激光束再由3D模型数据控制来局部熔化金属基体同时烧结固化粉末金属材料并自动地层层堆叠以

2、生成致密的几何形状的实体零件。这种零件制造工艺又叫作直接金属激光烧结技术DirectMetalLaser-Sintering（DMLS）。通过选用不同的烧结材料和调节工艺参数，可以生成性能差异变化很大的零件，从具有多孔性的透气钢，到耐腐蚀的不锈钢再到组织致密的模具钢（强度优于铸造或锻造）。这种离散法制造技术甚至实现直接制造出非常复杂的零件，避免了用铣削和放电加工，为设计提供了更宽的自由度。本文以德国EOS公司的EOSINTM系统为例，介绍DMLS在模具方面的应用。EOSINTM是在欧洲开发DMLS技术最领先的企业之一，自1995年它的商业化以来十年里，模具行业是其主要的应用

3、领域。这项应用作为最常用的一种快速模具方法是由于大幅缩短了产品开发过程，使样品模型的制造推出时间变得非常短，所以早期的用户也把这称作“样品模”，也就是说这样能缩短模具研制周期。早些年只有相对软的材料适用这种技术，所以大部分塑料样品模具都是这样制做，而随着技术的不断进步，应用领域也扩展到了适用于塑料、金属压铸和冲压等各种量产模具。应用这项技术的优点不仅仅是周期短，而且使模具设计师把心思集中在如何建构最佳的几何造型,而不用考虑加工的可行性与否。结合运用CAD和CAE技术，可以制造出包任意冷却水路的模具结构，如上图1左a所示为的镶件上通上水路以减小模具上热集中最终降低产品收缩变形

4、量;对于关键的模具配件,如图1右b为对热浇口套上加上冷却可以降低成型周期,这样做可以极大地改善品质和并大幅降低生产的成本。今天EOSINTM工作系统正用于百万次的塑胶模具和十万次的冲压和铸造模具。下面就主要以DMLS的在模具方面的应用实例特别是针对塑料模具的快速开发来展开研讨！2.应用快速模具的原因和实例2.1.快速模具在制造中节省时间和成本模具制造一般是代价很高且耗费时间的一项活动，包含许多步骤，也需要许多昂贵的设备和专业人员。传统的方法，即使加工一个简单的只有前后两半的模具也通常需要CNC铣削和EDM才能加工出来,前模（即注射侧）的型腔和后模（即顶出侧）的沟槽形状。铣削

5、可以将原来的六面体毛胚经过去除材料，按CNC程序提供的路径进行粗加工和精加工，最后不能铣削的深槽和尖的内角再由CNC所铣出来的电极对相应部位进行EDM电腐蚀加工。复杂一些的产品的模具还有滑块，活动镶件及其它机构，生产这类更复杂的模具因此也就更费时费力。所以为了降低成本和时间就有采用DMLS快速模具的动机。DMLS能在各种状况下替换代价高昂CNC和EDM极大地发控作用。如下图2所示是一款PC的LED灯柱的例子：a左为快速模具模仁，b中为注塑模具整体，c右为成型的产品。a）b)c)图2这是一副比较简单的多腔模具，然而传统方式上仍然需要EDM加工。但用EOSINTM270syst

6、em来制做前后模仁总共才花5小时40分，不需要太多的后加工和钳工修配，仅仅只要喷砂和轻微的手工修磨。前后模在架上注塑机后就能直接开机生产。这样从项目启动到开始连续生产只要仅仅6天。如下图3所示是一款汽车上操纵杆部件的模具：a左为快速模具的后模，b中为快速模具整个装配件，c右为成型的零件及装配。a）b)c)图3上图所包含的操纵杆装配的一些需要生产的零件，大约要5000来装配，总共包含大约14个PA6.6GF的零件要来开模，采用最少加工量的快速模具来生产，这里边14副模具和5000套产品在9个周内全部完成，包括一副因为客户设变原因造成的3个周的延期，该圆形的产品而采用非均匀的收

7、缩率而产生模具修改补正。这样的实际所用6个工作周比原来因为模具供应商采用传统加工方式的交货时间16个周要快得多。另外模具成本也降到了一半。2.2.快速模具在制造中解决技术难题在其它情况下快速模具也适用于生产高度复杂的模具，包含多种极其复杂的曲面及结构，如下图4所示是几类模具的例子：a）b)c)图4a）b)c)图4a左为游戏机面板的模芯，b中和c右为复杂造型的的模芯。这些都是由快速模具制造而无后加工的例子，包含倒扣的软胶模具，不用太多的努力就可以很容易地完成制作，而这些倒扣在按传统机加工会增加许多难度。尽管快速制造的