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1、快速金属硬模制造技术金属模具的间接快速制造法目前重要有铸造、粉末烧结、电铸、 熔射等方法,国内外对此已有很多讨论及应用事例。1、铸造制模法铸造法最早实现了与RP技术的相结合,其中有代表性的是美国 3DSystems公司的“QuickCasting”工艺,其特点是采纳SLA原型代替 蜡模而实现了精密铸造,仿佛的方法还有采纳FDM制造蜡模等。从理论 上讲,铸造法可以用来制造注塑模、冲压模、锻造模、压铸模等,但因 铸造法本身固有的缺陷,致使模具表面和尺寸精度不高,以至于难以制 造表面和尺寸精度要求高的注塑和压铸模具。据报道,近来显现了不用 RP原型而直接切削制作注塑和压铸模具的技术。2、粉末烧结法3
2、DSystems公司的“Keltool”工艺是粉末烧结法的代表。该方法 在原型或硅胶模内注入金属粉末与结合剂的混合物,待其固化后脱模, 经烧结、浸渗树脂或铜、锡等后而获得模具。若需要提高模具的精度, 可实行添加微细球状粉末等措施。此方法的优点与粉末冶金法相像佛, 即对使用的材料限制少。其不足之处是复制、烧结、浸渗等工序多,致 使制模时间和成本加添。东京大学中川威雄讨论室野口裕之开发的PowderCasting”方法 与前者的区分是,先将粉末注入硅胶模内,然后再注入结合剂,经加压、 烧结、渗铜等工序后得到不锈钢模具。虽然该方法的精度高于前者,但 工艺繁杂,不适于制造大尺寸模具。3、电铸制模法电铸
3、制模法是一种将快速原型和传统电铸技术相结合的方法,目 前已用于高级轿车仪表板的模具制造。以CEMC0M公司的镀银+陶瓷复 合材料补强(NCC)工艺为例,其基本过程为:先对RP原型表面进行必 要的表面精整或导电处理,然后将原型作为母模(阴极)置放在电铸液(阳极)中,电铸液中的金属离子在得到还原后就会逐层沉积在原型上, 从而形成电铸壳体,然后再用陶瓷复合材料对壳体进行补强,之后将原 型分别就得到了模具型腔。该工艺的重要优点是复制精度高,可用于注 塑、搪塑等塑料模具和压铸模等模具型腔的制造以及电火花成型电极的 制造。但是,该方法同时也存在着制造周期长、成本较高,以及必需对 污染废液进行处理的缺点。4
4、、熔射制模法为了解决电铸法存在的问题,并克服原有熔射法制造的低熔点合 金模具耐久性的不足,笔者在结合了熔射、复合材料、铸造、物理分别 等技术的基础上,成功地开发出了一种由快速原型制造表面带天然饰纹 的不锈钢或碳化鸨合金注塑模具或金属薄板成形模具的方法。该技术的 关键是开发了可熔射的高熔点合金,以及易于分别的陶瓷型熔射原型。 这是由于,所需原型须由RP原型经硅胶模两次复制才能获得,由于工 序较多,使精度掌控难度增大,可直接制作熔射原型,从而大大缩短了 制模周期、降低了成本以及提高了制模精度,尤其适于大中型金属模具 的快速、低成本制造。工艺2允许模具表面使用各种不同硬度的合金, 高的硬度可达HRc63,制成的模具尺寸精度可达到0.02%,平均粗糙度 为0.20.4n)ni。目前,该技术已获国家创造专利并申请了新的中国和国 际创造专利。