现代快速经济制造模具技术

2005-05-08 18:19:00 来源:模具网   
核心摘要:引言 随着全球经济的发展,新的技术革命不断取得新的进展和突破,技术的飞跃发展已经成为推动世界经济增长的重要因素。市场经济的不断发展,促使工业产品越来越向多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展,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
引言
  随着全球经济的发展,新的技术革命不断取得新的进展和突破,技术的飞跃发展已经成为推动世界经济增长的重要因素。市场经济的不断发展,促使工业产品越来越向多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展,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。??
  一方面企业为追求规模效益,使得模具向着高速、精密、长寿命方向发展;另一方面企业为了满足多品种、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发展。计算机、激光、电子、新材料、新技术的发展,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,创造的经济效益和社会效益越来越显著。
?ァ?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、精度与寿命又能满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年代后期发展起来的一种新型制造技术。美国、日本、英国、以色列、德国、中国都推出了自己的商业化产品,并逐渐形成了新型产业。??
  RPM是电脑、激光、光学扫描、先进的滦筒牧稀⒓扑慊?辅助设??CAD)、计算机辅助加工(CAM)、数控(CNC)综合应用的高新技术。在成型概念上以平面离散、堆积为指导,在控制上以计算机和数控为基础,以最大柔性为总体目标。它摒弃了传统的机械加工方法,对制造业的变革是一个重大的突破,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,通过微机控制激光,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,形成最终的三维实体,再经过有关的最终硬化打光等后处量,形成制件或模具。??
  激光立体光刻技术主要特点是可成型任意复杂形状,成型精度高,仿真性强,材料利用率高,性能可靠,性能价格比较高。适合产品外型评估、功能实验、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,最终叠加成三维实体产品。??
  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,特别是复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。??
  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,在计算机控制下,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,堆积成三维实体制件。??
  该技术最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技术是由计算机控制可挤出熔融状态材料的喷嘴,根据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精确的实际制件薄层 ,自下而上层层堆积成一个三维实体,可直接做模具或产品。??
  2.1.5三维印刷成型技术(3D-P)??
  3D-P技术用微机控制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,最终由顺序印刷的二维层堆积成一个三维实体,犹如不使用激光的快速制模技术。该技术主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??
  表面成型制模技术,主要是利用喷涂、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,并给予一定的动能,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,制造周期非常短,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,仿真性极强,花纹精度可达到0.5μm。??
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复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
(责任编辑:小编)
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