快速軟模技術

2022-12-27 19:27:03 字數 2432 閱讀 4034

快速軟模技術的特點及其常用材料

1 介紹

基於快速原型的模具製造技術,快速模具技術(簡稱rt技術)是在快速原型方法製造的原型件基礎上,綜合傳統的製模方法,快速地製造模具的技術。即快速製模是利用快速原型技術生產模具原型或母模,然後採用該原型直接或間接實現模具製造的一種模具製造技術。該技術是基於材料累加成型的一種高新製造技術,被認為是21世紀製造領域的一次革命性突破,可加工注塑模、壓鑄模、沖壓模、扥各類精密複雜的模具,目前已廣泛應用於汽車、航空航天、船舶、醫療、建築、工藝品以及兒童玩具等領域,並且隨著這一技術本身的不斷發展和完善,其應用範圍將不斷擴充套件。

根據不同的製造工藝方法,快速模具可分為直接快速模具和間接快速模具。直接快速模具,即採用快速成型機生產模具,以快速原型件直接作為成型模具,可用作砂型鑄造的木模、低熔點合金澆注模、試成形用注塑模及熔模鑄造的蠟型、蠟型的代替品和蠟型的成型模;間接快速模具,及型腔複製模具,以快速原型件作為木模,通過型腔複製製作模具,包括矽橡膠型腔複製模、金屬噴塗鋅合金模、樹脂材料型腔複製模具等。

直接製模法尚處於初步研究階段,而日臻成熟的各種間接法快速模具製造已開發出來多種多樣的成形工藝方法。根據模具材料和生產成本一般可將間接製模分為軟模具和鋼製模具兩大類。

2 快速軟模技術的特性

以rp為技術支撐的快速模具製造技術(rt)是為了加快新產品的開發周期,早日向市場推出適銷對路的按客戶意圖制定的多種小批量產品而發展起來的新型製造技術。以快速原型技術製造出來的樣模作為母模複製的軟模具可大大縮短注塑模具的製造週期。快速軟模技術還有以下特性:

(1)快速性

快速模具製造技術採用計算機cad、3dmax、maya等三維設計軟體進行零件原形或模具設計,然後將原形設計資料(cad/3dmax/maya資料)轉化成stl格式通過一定的介面輸出到快速成型機,由快速成型機直接製造m零件原形或模具。由於採用計算機進行原形或模具設計,大大縮短了新產品的設計開發周期,可以滿足市場和消費者對新產品的需求。

(2)高柔性

由於新產品的設計開發採用計算機設計,所以在設計開發出乙個新產品後,只需修改產品的cad、3d max、maya資料就可以生產不同形狀的產品。

(3)易操作性

製作軟模的過程中,所需要的裝置和條件都比較簡單,一般單位都可以達到要求。例如,在製作矽橡膠軟模的過程中,只需要有矽橡膠溶液、固化劑、真空機、烘乾機、模具原型等。

(4)良好的離型性

由於軟模常用的矽橡膠材料的蕭氏硬度從65~80不等,抗拉強度可達4~6mpa,抗撕裂強度為5~23 kn/m,所以即使原形具有一定的拔模斜度,矽橡膠軟模也很容易從原形上脫模。在製作形狀複雜、紋理精細的旅遊品方面具有獨特優勢。

(5)成本低

快速軟木技術,製造周期短,機械化、智慧型化程度高。如果使用模具生產的兩件批量小或者是用於產品的試生產,就可以用製造成本低的矽橡膠軟模。模具壽命為幾十件,生產週期僅為數小時。

這樣的條件下,製造成本得到降低。

(6)可直接成型

由於快速軟模技術製造軟模常用的矽橡膠可以耐250℃的高溫,所以如果產品是用熔點較低的金屬或合金材料進行澆注而成的,則矽橡膠軟模可以滿足低熔點合金的直接澆注成型。據國外資料介紹,teksil高溫矽橡膠的抗壓強度為24~62.1mpa,工作溫度可達100-150℃,實際上可以直接上注塑成型機進行塑料產品的楊戩生產或直接利用它生產鋅、鋁合金鑄件。

(7)製件效率低

受軟模材料的限制,一般每套軟模的使用次數僅為十幾到幾十件左右,成型時間較長。例如,矽橡膠可澆注聚氨酯模具10~15次,每件聚氨酯件成形需要固化20h,採用反射成型技術,每套矽橡膠每天可澆注20~40件。

3 快速軟模常用材料

快速軟模技術常用的材料是矽橡膠。原因是由於矽橡膠具有良好的柔性和彈性,對於結構複雜、花紋精細、無拔模斜度或具有倒拔模斜度以及具有深凹槽的零件來說,在製件澆注完成後均可直接取出,這是矽橡膠模具相對其他模具來說具有的獨特的優點。同時由於矽橡膠模具具有耐高溫的效能,因此她在塑料製件和低溫合金的製作上有廣泛的用途。

一般情況下矽橡膠模具常用於澆注塑料,即矽橡膠模具常備用作注塑模具。由於矽橡膠模具具有良好的複製性和脫模性,在製作形狀複雜、紋理精細的藝術品方面具有獨特的優勢。

矽橡膠之所以能夠成為快速軟模的材料之一,另外的原因就是它具有許多優良的效能。它具有良好的絕緣性、密封性、耐水、耐臭氧、耐電暈、耐氣候老化。在-60~120℃範圍內可以長時間保持彈性狀態,其固化工藝簡單。

採用矽橡膠製作的模具,不需要表面處理,成形方便,生產上基本做到無切削加工。

製模用的矽橡膠有透明和不透明兩種,透明矽橡膠分模容易,不透明矽橡膠為保證分模正確需在分模位置上做出特殊標記。製作矽橡膠模具的材料一般由軍機處聚合物、補強劑、填充料、稀釋劑、交聯劑、催化劑等組成。而根據製作材料的不同,矽橡膠製模分為室溫硫化矽橡膠和高溫硫化矽橡膠。

室溫硫化矽橡膠製模的材料在固化前呈液態且流動性很好,適宜在室溫下直接澆注成型,固化時間僅僅為幾個小時。高溫硫化矽橡膠製模材料的原始狀態為膠泥狀,只能溫碾壓成形,故對樣模有一定的強度要求。利用它可直接成形鋅、鋁合金鑄件。

正是由於矽橡膠具有這些特點,使得它成為了軟模常用材料而廣泛應用在工業生產中。

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