模具的数字化设计与快速制造技术.pdf

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1、论坛FORUM模具的数字化设计与快速制造技术华中科技大学黄树槐史玉升魏青松刘锦辉章文献研究了与CAD/CAE技术相结合的数字化设计方法，提出并实现了３种选择性激光烧结间接制造以及选择性激光熔化直接制造金属零件/模具的新工艺，形成了金属零件/模具低成本制造的成套技术，使模具设计、制造周期大大缩短，成本大大下降工和计算机平面绘图，这些技术可将快速制模领域显示出了强大的技术优模具的设计周期由原来的数月降低为势。在美国，DTM公司成功利用选数周，甚至是数天，且人力、物力和择性激光烧结(SelectiveLaser黄树槐:财力可以大幅降低。另外，这些技术Sintering,SLS)技术制

2、造出注塑模，华中科技大学教授、博士生导师，为我可实现模具的三维可视化建模，有利其强度达到587MPa，寿命约为10万国快速成型技术主要开创人之一。曾任于设计、制造以及终端应用各环节相件[3];POM公司采用分层实体制造华中理工大学校长、国务院学位委员会学科评审组召集人。获国家科技进步、发互之间的沟通与交流，使模具的设计(LaminatedObjectManufacturing,明奖4项，省部级一、二等奖8项以及何延伸至模具的制作环节。LOM)技术制造出锌、铝等材质的注梁何利科学与技术进步奖模具结构复杂，加工工序繁琐，塑模[4];MIT成功利用三维印刷利用传统的机加工包括数控技术

3、制造（ThreeDimensionalPrinting,3DP）模具是现代化工业生产中的重要一套模具周期长且成本高。随着市场技术制造出工具钢材质的注塑模，硬技术之一，其设计和制造水平的高低全球化和竞争的不断加剧，产品更新度达到HRC26～30[5]。除美国外，英成为衡量一个国家综合制造能力的重换代日益加快，多品种小批量已成为国的利兹大学也成功地利用SLS技要标志[1]。其中，数字化设计和快速模具行业的重要生产方式[2]。为了适术制造出实用化的注塑模[6]。近年来，制造是决定模具制造周期和成本的两应这种需求变化，对模具的快速制造国内一些单位开始关注该项技术，并大核心技术，成为提升

4、模具技术水平提出了更高要求。因此，快速制模技发表了一些综述性文章[2,7,8]。的关键因素。术（RapidTooling,RT）呈现了生在所有类型的模具中，注塑模需在模具的数字化设计中，利用机勃勃的发展趋势。快速成型求量大、涉及面广，具有高效、节能CAD/CAE等先进技术来实现模具（RapidPrototyping,RP）技术特和廉价等优点。据不完全统计，目前的结构设计与优化。相对于传统的手别适合复杂结构零件的成型，因而在国内注塑模约占所有模具的38.2%，50航空制造技术2007年第2期RapidTooling快速模具制造世界范围内注塑模约占塑料制造模具后，如果直接进行制的5

5、0％以上[9]。有鉴于此，本文以注造往往还存在一定的塑模为例，结合本课题组已完成和正风险，可能带来很大在进行的相关研究，对模具的数字化的经济和时间损失。设计与快速制造两大关键技术进行详为此，有必要利用计细阐述。算机模拟技术，利用已设计好的模具进行模具数字化设计注射过程模拟，预测利用传统方法设计注塑模，主要可能产生的缺陷，如特点是凭借设计人员的经验，从最初充型不充分、各型腔的产品结构分析到模具的布局设计、注射进程不一致等问华中科技大学自行研制的滴灌用新型涡流灌水器型腔设计、模架设计、标准件设计等题。本课题利用华中环节都需要进行大量计算，翻阅技术科技大学材料成形与模具技术国家重度;

6、手册，选定技术参数，最后手工绘制点实验室自主开发的华塑CAE系统，（4）浸渍铜/树脂，形成致密零出模具的二维零件图和总装图，整个对上述新型涡流灌水器进行了注射模件。从纯铁SLS烧结、渗铜后的微观过程交互性差，不利于各环节技术人拟。充型结果显示，从各时间点的流组织可以看出，纯铁颗粒中出现了员的交流沟通，导致设计过程中模具道前沿可以看出各型腔的冲型进程基Fe-Cu共析组织，促进了合金元素的修改频繁，延长了设计周期和增加了本一致，模具设计合理。扩散，从而改善了型坯的机械性能。设计费用。除了处理渗金属外，从纯铁SLS烧结本课题采用改进的数字化设计方模具快速制造后浸渍树脂的微观形貌可以看

7、出，浸法，利用计算机技术来辅助注塑模的本文主要介绍本课题组研究的可渍前型坯内有许多孔隙，导致型坯强结构设计。在三维造型软件（UG/用于模具快速制造的3种SLS金属零度较低，而浸渍树脂后孔隙被树脂填ProE）平台下，由设计人员输入一些件的间接制造工艺，并简要介绍本课充，且树脂与金属颗粒紧密粘结，形参数后直接形成注塑模的三维模型，题组正在研究的选择性激光熔化成密实的网络结构，强度大幅提高。为所见即所得的设计模式。（SelectiveLaserMelting,SLM）技本课题组利用该工艺成功制造出