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基于3D打印的快速模具制模法介绍

更新时间: 2019-12-29 17:12:37  查看次数: 545    
在间接制模法中,以下为几种代表的性的模具。
  1. 硅橡胶浇注制模法硅橡胶制模法是一种比较普及的快速模具制造方法。对于结构复杂、无拔模斜度、纹路精细的原型件,都可以制作出。硅橡胶模具的特点是具有良好的复制性、强度和极低的收缩率,能够保证制件的精密公差,且可以能够直接加工出形状复杂零部件,不需要二次加工,制模过程简单,成本低,周期短。缺点是受到硅橡胶本身属性影响,内部热量不容易散发,使用寿命短等。
  2. 铝填充环氧树脂模具铝填充环氧树脂模具(Composite Aluminum-Filled Epoxy)是基于反求工程进行制作,其原型件可以是3D打印机打印的复杂零件。这种制模法的优点是:常温下浇注即可;模具收缩率小,产品尺寸精度高;减少了大量的机加工时间;成本低;可以注塑上百件制品,适用于中小批量的要求。制模工艺过程中,关键步骤是环氧树脂模具与原型件的分离,原型件的任何一点损坏都会影响着注塑件精度与美观。在分离上下模时,原型件与模具往往不易分离,常出现粘连现象,若强制型取出会影响了模具的型芯与型腔完整性。
  3. 电弧喷涂制模法电弧喷涂制模法是将熔化的金属进行雾化,用高速的喷射器喷射在基体上,这样层层堆积成型,获得与塑件的形状相对应的一个金属壳体,最后给金属壳进行背衬补强,制成模具。电弧喷涂制模是一种典型的快速制模技术,在制作工艺上简单、周期短、成本低等优点,适合中小批量、多品种的生产使用,但是在制模过程中,基体上存在的细小结构制作精度不高,且有污染,工作环境差。


直接制模法是利用金属快速成型技术直接制作模具,与间接制模法不同是不用进行翻制,直接制作模具。直接制模法优点是可以制作模具中细小结构、随形冷却道、镶件,这种制模方法是快速模具目前研究热点。能够直接制造金属模具的快速成型工艺中最常见的有SLS制模法、LENS制模法、SLM制模法等。

  1. SLS制模法通过SLS技术进行烧结包覆有粘合剂的金属粉,使金属粘合在一起,最后成型,如图2-8所示,所示但是制造出的模具是多孔质的成型体,致密度较低,需要进行后处理等工序,增加了制模的时间与成本,表面精度低。
  2. LENS制模法这种制模法是在激光熔融技术的基础上开发出的新工艺,在制模过程中,相比于SLS制模法的致密度及机械性能有很大提高,但是由于在模具制作中由于残余应力及支撑材料的影响,精度较低,只能制作一些简单形状的零部件或者模具,且制作过程与SLS制模法类似,表面质量不够。
  3. SLM制模法与SLS制模工艺相似,区别SLM技术是直接用激光将金属粉末熔化成型,致密度与成型尺寸精度比SLS工艺高,翘曲变形小。这种快速制模技术成型模具不需要后期进行渗铜等处理。但原材料金属粉末大多是通过外国进口,价钱高,所以制造成本较高。虽然SLM制模法在致密度及精度上得到了相应的保证,但是金属粉末经济性较高。针对这个问题,考虑制模经济,提出了依据SLM制模法基础上,利用SLM成型技术制作模具的壳体及随形冷却管道,通过背衬进行模具的后期补强处理,最终达到模具相应的要求。