快速成型磨具制造的常见工艺与案例解析

　　以快速成型制作的实体模型，结合精铸、金属喷涂、电镀及电极研磨等技术可以快速制造出模具，其制造周期一般为传统的数控切削方法的1/5～1/10，而成本却仅为其1/3～1/5。根据模具材料、生产成本、RP原型的材料、生产批量、模具的精度要求已开发出多种多样的工艺方法。以下仅对实际产品快速开发的常见工艺方法与案例加以介绍。

　　1)用快速成型件作母模，制作硅橡胶模

　　当制造的零件件数较少(批量在20～50件)时，一般采用以RP原型作母模，采用室温硫化的有机硅橡胶浇注制作硅橡胶模。由于硅橡胶良好的柔性和弹性，对于结构复杂、花纹精细、无拔模斜度(甚至有一定倒拔模斜度)以及具有深凹槽的零件来说，制件浇注完成后均可直接取出。该工艺方法可以快速、容易而廉价地小批量生产各种塑料零件和石蜡模型，在航空航天、体育用品、玩具和装饰设备等领域应用广泛。制作生产周期为1周左右。成本为钢模的1/15-1/20。 云南光学仪器厂开发的望远镜外壳快速模具制作案例。通过制作RP模型，采用硅橡胶模翻制ABS塑料样件，云南光学仪器厂快速地实现了新产品开发，含RP原型，制作生产周期为6天。

　　2)金属喷涂(Metal Spraying)制模法

　　当模具要求的寿命在3000件以下时，一般采用以RP原型作母模，将低熔点的熔化金属(如锌铝合金)充分雾化后以一定的速度喷射到母模的表面，形成模具型腔表面，充填背衬复合材料，制作锌铝合金软模具。该工艺方法简单，周期短，型腔表面及其精细花纹一次同时形成。其制作周期为1～2周，成本为数控法加工钢模的1/3-1/5。国家节水灌溉中心开发的滴灌用滴头快速模具制作案例。通过制作滴头RP模型，采用金属喷涂制模法制作锌铝合金软模具，注塑成型1000件滴头产品，用于农业节水灌溉试验，国家节水灌溉中心快速地实现了新产品的试制，含RP原型，制作生产周期为2周。

　　3)用快速成型件作母模，制作钢模

　　当模具要求的寿命在3000件以上时，可以采用以RP原型作母模，翻制由环氧树脂与碳化硅混合物构成的整体研磨轮(3D砂轮)，在石墨电极成型机上研磨出整体石墨电极，或利用电化学原理通过电铸的方法使铜沉积在RP原型表面约2～3mm厚，移去RP原型，得到电极壳体，充填背衬材料，制成整体铜电极。利用以上整体石墨电极或整体铜电极通过电火花加工制造钢模具。该模具制造工艺方法避免了CNC加工，节约了CNC编程及加工时间，复形精度也较高。其模具制作周期为3～4周，成本为数控法加工钢模的1/2?/FONT>1/3。 图1.6为一拖集团公司开发的发动机用连杆快速模具制作案例。通过制作连杆RP模型，采用石墨电极整体成型技术制作连杆石墨电极，通过电火花加工制造连杆钢模具。制作生产周期为3周。

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