现代快速经济制造模具技术分析

现代快速经济制造模具技术分析
随着经济的进展,新的技术革命不断取得新的进展和突破,技术的飞跃进展已经成为推动世界经济增长的紧要因素。市场经济的不断进展,促使工业产品越来越向多品种、小批量、高质量、低成本的方向进展,为了保持和加强产品在市场上的竞争力,产品的开发周期、生产周期越来越短,于是对制造各种产品的关键工艺装备模具的要求越来越苛刻。
一方面企业为努力探求规模效益,使得模具向着高速、精密、长寿命方向进展;另一方面企业为了充足多品种、小批量、产品更新换代快、赢得市场的需要,要求模具向着制造周期短、成本低的快速经济的方向进展。计算机、激光、电子、新材料、新技术的进展,使得快速经济制模技术如虎添翼,应用范围不断扩大,类型不断增多,制造的经济效益和社会效益越来越显著。
2快速经济制模技术类型
快速经济制模技术与传统的机械加工相比,具有制模周期短、成本低、精度与寿命又能充足生产上的使用要求,是综合经济效益比较显著的一类制造模具的技术,概括起来,有以下几种类别。
2.1快速原型制造技术
快速原型制造技术简称RPM,是80时代后期进展起来的一种新型制造技术。美国、日本、英国、以列、德国、中国都推出了本身的商业化产品,并渐渐形成了新型产业。
RPM是电脑、激光、光学扫描、先进的计算机辅佑襄助加工(CAM)、数控(CNC)综合应用的*。在成型概念上以平面离散、聚积为引导,在掌控上以计算机和数控为基础,以zui大柔性为总体目标。它摒弃了传统的机械加工方法,对制造业的变革是一个重点的突破,利用RPM技术可以直接或间接地快速制模,该技术已被汽车、航空、家电、船舶、医疗、模具等行业广泛应用。下面简述一下目前已经商业化的几种典型快速成型工艺。
2.1.1激光立体光刻技术(SLA)
SLA技术是交计算机CAD造型系统获得制品的三维模型,通过微机掌控激光,按着确定的轨迹,对液态的光敏树脂进行逐层扫描,使被扫描区层层固化,连成一体,形成zui终的三维实体,再经过有关的zui终硬化打光等后处量,形成制件或模具。
激光立体光刻技术重要特点是可成型任意多而杂形状,成型精度高,仿真性强,材料利用
率高,性能牢靠,性能价格比较高。适合产品外型评估、功能试验、快速制造电极和各种快速经济模具。但该技术所用的设备和光敏树脂价格昂贵,使其成本较高。
2.1.2叠层轮廓制造技术(LOM)
LOM技术是通过计算机的三维模型,利用激光选择性地对其分层切片,将得到的各层截面轮廓层层粘结,zui终叠加成三维实体产品。
微冻技术其工艺特点是成型速度快,成型材料便宜、成本低,因无相变,故无热应力、收缩、膨胀、翘曲等,所以形状与尽寸精度稳定,但成型后废料块剥离较费事,特别是多而杂件内部的废料剥离。该工艺适用于航空、汽车等和中体积较大制件的制作。
干电池手机
隔离端子2.1.3激光粉末选区烧结成型技术(SLS)
SLS技术是将计算机的三维模型通过分层软件将其分层,在计算机掌控下,使激光束依据分层的切片截面信息对粉末逐层扫描,扫描到的粉末烧结固化(聚合、烧结、粘结、化学反应等),层层叠加,聚积成三维实体制件。
该技术zui大特点是能同时用几种不同材料(聚碳酸脂、聚乙烯氯化物、石蜡、尼龙、ABS、铸造砂)制造一个零件。
2.1.4熔融沉积成型技术(FDM)
FDM技术是由计算机掌控可挤出熔融状态材料的喷嘴,依据CAD产品模型分层软件确定的几何信息,挤出半流动状态的热塑材料沉积固化成的实际制件薄层,自下而上层层聚积成一个三维实体,可直接做模具或产品。
2.1.5三维印刷成型技术(3D—P)
3D—P技术用微机掌控一个连续喷墨印刷头,依据分层软件逐层选择性地在粉末层上沉积液体粘结材料,zui终由次序印刷的二维层聚积成一个三维实体,好像不使用激光的快速制模技术。该技术重要应用在金属陶瓷复合材料的多孔陶瓷预成型件上,其目标是由CAD产品模型直接生产模具或功能性制作。
2.2表面成型制模技术
三通截止阀滑动水口机构
表面成型制模技术,重要是利用喷涂、电铸、化学腐蚀等新的工艺方法形成型腔表面及精细花纹的一种工艺技术,实际应用中包括以下几种类型。
2.2.1电弧喷涂成型制模技术
电弧喷涂成型技术的原理是:利用2根通电的金属丝之间产生电弧的热量将金属丝熔化,依靠高压气体将其充分雾化,并予以肯定的动能,高速喷射在样模表面,层层镶嵌,形成一金属壳体,即型腔的内表面,再用充填基体材料(一般为金属粉粒与树脂的复合材料)加以支撑加固,提高其强度和刚性,连同金属模架组合成模具。
这种制模技术工艺简单、成本低,制造周期特别短,型腔表面的成型仅需几个小时,节省能源和金属材料,一般型腔表面仅2—3mm厚,仿真性*,花纹精度可达到0.5m。
目前该技术被广泛地用于飞机、汽车的内饰件模具、家电、家俱、制鞋、美术工艺品等表面形状多而杂及花纹精细的各种聚氨酯制品的吹塑、吸塑、PVC注射、PU发泡及各类注射成型模具中。
2.2.2电铸成型技术
电铸成型技术的原理同电镀一样,是依样模(现成制品或按制品图纸制成的母模)为基准(阴极),置放在电铸液中(阳极),使电铸液中的金属离子还原后一层一层地沉积在样模上,形成金属壳体,将其剥离后,与样模接触的表面即为模具的型腔内表面。
该技术重要特点是节省材料、模具制造周期短,电铸层硬度可达40HRC,提高了耐磨性和寿命,粗糙度、尺寸精度与样模*一致,适用于注射、吸塑、吹塑、搪塑、胶木模、玻璃模、压铸模等模具型腔及电火花成型电极的制造。
2.2.3型腔表面精细花纹成型的蚀刻技术
蚀刻技术是光学、化学、机加工综合应用的一种技术,它的基本原理是先把花纹图案制成胶片,再把胶片上的花纹图案复制在已涂上光敏材料的模具型腔表面上,经过化学处理,模具型腔表面形成不被蚀刻的保护层,再依据模具材质,选择相应蚀刻工艺,将花纹图案蚀刻在模具内表面上。
该技术的重要特点是时间短、费用低,修补破损花纹图案可做到天衣无缝。
2.3浇铸成型制模技术浇铸成型制模技术的共同特点是依样件为基准,浇铸出凸、凹模,
型腔表面不需要机械加工。实际制模中重要有以下几种类型。
2.3.1铋锡合金制模技术
铋锡合金快速制模技术是经样件为基准,以Bi—Sn(铋锡)二元共晶合金(熔点138℃,胀缩率万分之三)为材料,有精密铸造的方法同时铸出凸模、凹模、压边圈的一种技术。该技术的特点是制模成本低,合金可重复使用,制造周期短,尺寸精度高,形状、尺寸与样件*相符,一次铸模寿命可达500—3000件,特别适合新产品开发、工艺验证、样品试制及中小批量和平。
2.3.2锌基合金制模技术
这是一种以样件(或样模)为基准,以熔点为380℃左右的锌基合金为材料,分别浇注凸、凹模,原则上型腔表面不进行机械加工的一种制模技术。该技术特点是制模成本低、周期短,适用于制作薄板大型拉伸模、冲裁模及塑料模。
2.3.3树脂复合成型模具技术
这是一种以样模(或工艺模型)为基准,以树脂或其复合材料为流体材料,先浇注出凸(凹)模,再依据凸(凹)模贴上蜡片(间隙层),浇注凸(凹)模。该技术成型的型腔表面不需机械加工。
该技术与CAD/CAM相结合,特点是模具尺寸精度高、制造周期短、成本低,是新产品试制、小批量生产工艺装备的新途径。适用于制作大型覆盖件拉伸模(也可局部镶钢)、真空吸塑、聚氨酯发泡成型模、陶瓷模、仿型靠模、铸造模等。
2.3.4硅橡胶制模技术该技术以制件原型或模型为基准,将柔态硅橡胶制做成块,再靠高压力与模型*吻合。
2.4挤压成型技术
2.4.1冷挤压成型
利用铍铜合金的良好的导热性和稳定性,经固熔时效处理后,采纳冷挤压制造模具凹模型腔。其特点是制造周期短,型腔精度高(IT7级),表面粗糙度Ra=0.025m,强度高,寿命可达50万次,无环境污染。
插销螺母2.4.2超塑成型制模技术
该技术是利用金属材料在细化晶粒、肯定成型温度、低变形速率条件下,材料具有*超塑性时,将事先制作好的凸模,用较小的力便可挤压出凹模的一种快速经济制模技术。超塑成型材料的典型代表是Zn—22%AL。
2.5无模多点成形技术

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