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1、湖北工业大学商贸学院继续教育学院毕业论文（设计）绪论国际塑料模具工业的发展的新动态快速模具(RapidTooling以下简称RT)制造技术是一种快捷、方便、实用的模具制造技术,是传统金属模具所不能涵盖的，亦无法取代的制模手段，它既是模具制造的一个重要分支,又是对传统金属模具的有力补充。随着社会需要和科学技术的发展，产品的竞争愈来愈激烈，更新的周期越来越短，因而要求设计者不但能根据市场的要求很快地设计出新产品，而且能在尽可能短的时间内制造出产品，进行必要的性能测试，征求用户的意见并进行修改，最后形成能投
2、放市场的定型产品。用传统方法制作样件时,需采用多种机械加工机床,以及相应的工卡量具，既费时、成本又高，根本不适应日新月异的变化。正是基于这样一个背景，快速原型、快速模具、快速样件的快速制作工艺相继涌现。快速原型制造技术(RapidPrototyping以下简称RP)是80年代末发展起来的一项高新技术,它是集CAD/CAM技术、激光技术、计算机数据控制技术(CNC)、精密伺服驱动技术和高分子材料合成技术于一体。RP技术的原理就是:将计算机内的三维实体模型进行分层切片得到各层截面的轮廓,计算机据此信息控制
3、激光器有选择地固化一层层的液态光敏树脂,形成一系列具有微小厚度的片状实体,再逐层聚合堆积,形成一个与所设计同样的三维实体模型,这就是第一个实物原型。当然,原型基材不同,成型工艺亦不尽相同,但其原理是一致的。自3DSYSTEM公司1988年推出的第一台SLA成型机后,Vantico公司适时推出的一系列光固化树脂,在全球所有的3D公司生产的SLA成型机上大量使用,表现出精度高、韧性好、耐候性强、适用范围广的特点,目前已在众多的SLA成型机上得以广泛的使用。有了原型,接下来的后续工序即是快速模具和快速制件,
4、Vantico公司拥有三种获取快速制模和快速制件的制作工艺,即真空注型工艺,低压灌注工艺和高温树脂型腔模具工艺。真空注型工艺。即用原型来翻制硅胶软模或聚氨酯软模,将硅胶或聚氨酯树脂浇入置有原型的容器内,待软模完全固化后,沿分型面裁切软模,取出原型,再将软模合模后置于带有真空装置的真空注型机内,浇注改性的聚氨酯树脂,十几分钟后,待树脂固化完毕(必要时须进行后固化处理),就可以脱模并获得形状与原型一致的塑料制件。由于制件是在真空环境下浇注成形,故制件不带有气泡,精度较高,不过由于真空注型设备的尺寸限制,一
5、般只适合中小制件的制作。低压灌注工艺。-22-湖北工业大学商贸学院继续教育学院毕业论文（设计）又叫聚氨酯低压灌注工艺,同样是利用原型翻制树脂简易模具(包括软模、硬模及抽芯活块)并需考虑浇冒口的位置和流道。将模具夹紧达到规定的合模力,再把改性的聚氨酯树脂通过专用设备注入模具内,在室温下快速固化,十几分钟后即可取出形状与原型一致的制件。这种工艺制作的制件可以大到汽车保险杠大小的制品,一般适合中大型制件的制作。高温树脂型腔模具工艺。使用高温树脂利用原型来翻制树脂型腔模,再将树脂型腔模镶嵌在标准的金属模架内,
6、再安装在普通注塑机上,使用常规工程塑料(如ABS,PP)注射成形。该工艺制模周期大大缩短,制模成本明显降低。其打出的制件与金属模无异。目前这一工艺只适用于中小件,型腔寿命在几千件范围之内。在以上工艺中,前两种工艺中用到的塑料制件材料皆为改性的聚氨酯树脂,其机械性能非常类似于橡胶、ABS、PP、PE及HDPE等工程塑料,可以做成各种颜色或透明色,制件精度高,收缩率极小只有0.01-0.05%。RP技术与RT技术的结合可快速实现原型,模具样件的单件或小批量生产,这一生产模式对新产品研发尤为重要。主要表现在
7、以下几个方面:外形设计:很多产品特别是家电产品和汽车产品对外形的美观和新颖性要求极高。传统的做法是将产品效果图显示于电脑终端,但经常发生"画出来好看做出来不好看"的现象。采用RT技术可以很快作出制件,供设计人员和用户审查,使得外形设计及检验更直观有效便捷。检查设计质量:以模具制造为例,传统的方法是根据几何造型在数控机床上开模,这对于一个价值数十万至数百万元的复杂模具来说风险太大,设计上任何不慎反映到模具上都是不可挽回的损失。通过RT技术,设计上的各种细微差错就能在样件上及时反映出来,这就大大减少了开模
8、风险。功能检测:设计人员可以通过样件快速进行功能测试以判断是否最好地满足设计要求,从而优化产品设计。装配干涉检验:在有限空间内的复杂系统,对其进行装配干涉检验是及为重要的。用样件进行装配模拟,可以观察工件之间如何配合,如何相互影响。供货投标及用户评价:由于能够及时地将产品样件提供给用户,极大地增强了产品竞争力。以上主要介绍了塑料件的快速制模技术,实际上威狮模具树脂系统应用领域非常广泛,例如塑料件的焊接夹具、陶瓷模具、文物复制及假肢制作等,只要是掌握了材料
