快速模具制造.ppt

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1、基于RP技术的快速模具制造(RT)概论一、模具工业生产特点：1）是生产各种工业产品的重要工艺装备据统计，用模具制造的零件，在飞机、汽车、电机电器、仪器仪表等机电产品中占60～70％;在电视机、计算机等电子产品中占80％以上；在自行车、手表、洗衣机、冰箱等轻工产品中占85％以上。2）适宜用于制造各种批量大，形状复杂的零件。3）金属模具制造精度要求严，前期开发时间长、成本高。4）模具加工方法：NC机床和EDM(电火花）加工5）模具材料：优质合金钢（模具钢）1.RP技术简介：光固法（SL—Stereolithography）叠层法

2、（LOM—LaminatedObjectManufacturing）激光选区烧结法（SLS—SelectiveLaserSintering）熔融沉积法（FDM—FusedDepositionModeling）三维印刷法（3DP—ThreeDimensionalPrinting）二基于RP的技术快速模具制造基于RP技术的快速模具制造模具是一种技术密集型产品，按传统机加工工艺生产，周期长、成本高。而基于RP技术的快速模具制造由于技术集成度高，从CAD数据到物理实体转换过程快，因而同传统的数控加工方法相比，制造周期仅为前者的1/

3、3~1/10,生产成本也仅为1/3~1/5。快速模具和传统模具对比模具材料制作成本（美元/副）制作周期模具寿命（件）硅橡胶51～3天20～50金属树脂合成材料252～4天1000金属热喷涂301～4周1000～3000钢（机加工）6016～18周25000以上基于RP技术的快速模具制造间接快速模具制造基于RP的软质模具基于RP的硬质模具硅胶制模法树脂制模法电铸金属喷涂EDM熔模铸造陶瓷型铸造直接法:(1)LOM(铸模)(2)FMD(金属直接成形）间接法:（1）硅橡胶模具（siliconmould)室温硫化硅橡胶在室温下直接浇铸成

4、型，固化时间仅几个小时。这种材料肖氏硬度从20～60不等，抗拉强度4～6MPa,抗撕裂强度为5～25KN/m。其特点是可直接从原型快速翻制模具，然后用聚氨酯材料浇灌样件。这种模具寿命为几十件。其样件性能可同ABS,PE(聚乙烯，PP(聚丙烯）等塑料类比。在外形上同工程塑料已无甚区别，可用于看样、投标、功能试验和远程制造服务。是商家进行新产品开发试制，进行市场竞争的有力武器。RT(快速模具制造)的主要工艺方法:真空浇铸成型机(2)金属树脂模具金属树脂模一般为环氧树脂加金属粉（如铝粉、铁粉等）作填充材料，也有加石膏、水泥或增强纤维作

5、填充料的。这种简易模具也是用RP原型翻制而成，强度硬度和耐温性比硅橡胶模好。成功的例子为一汽用瑞士Ciba的高强度树脂设计制造了12套简易模具用于红旗轿车的改型试制。制造周期缩短了1/2~1/3,并节省了1000万元人民币。制模过程(1)设计制作原型。(2)原型表面处理。原型表面必须进行光整处理，采用刮腻子、打磨等方法，尽可能提高原型光洁度。(3)设计制作金属模框。(4)选择和完善分型面。(5)上脱模剂。(6)浇注凹模。(7)浇注凸模。(8)分模。在常温下浇注的模具，一般1～2天就可基本固化定型，即能分模。(9)取出原型及修模。

6、（3）金属喷涂模(metal-sprayingmould)该工艺的基本原理是将熔化的金属雾化后高速喷射沉积在基材上，形成一层薄壳。根据型材及喷涂材料不同可选用氧炔焰、等离子及电弧喷涂等。该工艺可选木材、塑料、石膏、树脂等进行喷涂，因此，利用RP原型翻制简易模具具有广泛的应用价值。金属喷涂工艺MetalArc-sprayforTooling金属喷涂法制模过程金属喷涂制模机（4）基于RP的陶瓷型精密铸造RP母模浸挂陶瓷浆料焙烧固化去除母模预热模壳浇注金属用陶瓷浆料制成铸型生产铸件的铸造方法。陶瓷浆料由硅酸乙酯水解液和质地较纯、热稳定

7、性较高的细耐火砂如电熔石英、锆英石、刚玉等混合而成。为使陶瓷浆料在短时间内结胶，常加入氢氧化钙或氧化镁作为催化剂。由于使用的耐火材料成分及其外观都与陶瓷相似，故称为陶瓷型。陶瓷型铸造是在普通砂型铸造基础上发展起来的一种新工艺。陶瓷型有两种类型-①陶瓷型全由陶瓷浆料浇灌而成。其制作过程是先将模样固定于型板上，外套砂箱，再将调好的陶瓷浆料倒入砂箱，待结胶硬化后起模，经高温焙烧即成为铸型。陶瓷型铸造ceramicmoldcasting②采用衬套，在衬套和模样之间的空隙浇灌陶瓷浆料制造铸型。衬套可用砂型，也可用金属型。用衬套浇灌陶瓷壳层

8、可以节省大量陶瓷浆料，在生产中应用较多。陶瓷型铸件表面粗糙度可达Ra10～1.25微米，尺寸精度高达3～5级，能达到少无切削加工的目的。陶瓷型铸造生产周期短，金属利用率高。最大铸件可达十几吨，主要用于铸造大型厚壁精密铸件和铸造单件小批量的冲模、锻模、塑料模、金属