塑料科技№6(Sum.146)44PLASTICSSCI.&TECHNOLOGYDeceber2001文章编号:100523360(2001)20620044203快速模具制造工艺及材料张沛,焦向东,曹建树,邓双成(北京石油化工学院快速成型研究室,北京102600)摘要:介绍了基于快速原型技术的软模和硬模的直接和间接快速制造工艺及模具材料,并对不同类型的模具特点进行了说明。关键词:快速原型技术;快速模具制造;工艺;材料中图分类号:TQ32015文献标识码:B1快速模具的用途与基本制造方法[1]2间接制模方法[2,3]目前,快速模具作为注射、压制、真空成型、吹塑、挤211硅橡胶制模方法出和浇注模具已经应用于热塑性和热固性塑料的加工。硅橡胶有透明或不透明两种胶种。使用透明硅橡由于热塑性塑料的模型制品一般是在高压力、高温度条胶制造模具时,将模型(即原型)固定在成型模盒内,向件下加工成型的,于是对模具的强度、刚度、耐热性和导盒内浇注硅橡胶将模型包覆,然后沿分型面将硅橡胶热性等有较高的要求,适合于这一类塑料的快速模具的切开,取出原型,即形成硅橡胶模具。如使用不透明硅材料主要是金属或类似金属性质的材料;对于可以在低橡胶采用包覆模型方法制模时,因为看不见模型,在确压、常温或低温条件下固化成型的塑料(如部分热固性定分型面时有困难,因此,一般分为两步进行:第一步,塑料),快速模具材料主要是塑料合金、硅橡胶、金属基将模型置于模盒内,确定分型面,在分型面的某一侧用材料、陶瓷和其他材料。快速模具制造方法有两种:一种黏土类材料包覆模型,先用硅橡胶浇注并包覆分型面为间接制模,间接制模是以快速原型为模型(母型)采用另一侧的部分模型;第二步,待硅橡胶固化后,翻转模某种工艺制造模具。另一种为直接制模,直接制模是在盒,剥去黏土,用硅橡胶浇注并包覆此侧模型部分,然快速原型制造设备上直接制造模具,即根据制品(或零后取出模型制成了硅橡胶模具。由于硅橡胶价格较件)形状设计了模具的三维实体模型或将零件模型转换,高,在实际制造模具时硅橡胶只用作型腔部分,其余部为型腔模型,选择专用材料,利用快速原型技术制造模具。目前工程应用中以间接制模方法为主。快速模具根分(即背衬)使用石膏或其他材料,不仅可以降低模具据其强度、表面硬度、使用温度以及加工制品的个数(即成本,同时某些背衬材料还可增加模具的机械性能。硅使用寿命)又可分为软模和硬模。软模的机械性能、耐热橡胶作为模具型腔部分的制造工序之一为:制造模型性能和使用寿命低于硬模,适合于小批量塑料的低压浇(原型)→模型表面处理→固定模型于模盒中,确定分注和常温固化成型,模具材料有环氧树脂、硅橡胶材料、型面,表面喷脱模剂→原型表面贴粘土(或其它材料)低熔点合金、锌合金和铝合金。软模的成本较低,制造方→浇注背衬→去除粘土层,清理原理→在原来的粘土便、精度和表面光洁度较高。硬模多由金属材料制造,模层区域注入硅橡胶混合体→固化,修型,制得硅橡胶模具强度、表面硬度、耐热性和使用寿命均比软模高,主要具。硅橡胶模具大多用来成型室温固化的浇注型热固用于塑料注射加工模具,目前的发展方向是制造高精性塑料或弹性体。使用硅橡胶模具成型制品一般用于度、应用范围广阔的硬模。以下几种方法:11真空浇注:将硅橡胶模具放在真空收稿日期:2001206226©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.张沛等快速模具制造工艺及材料54箱中,对浇注材料进行充分混合和排气处理,然后浇在喷涂前要先装好;61型壳逐层喷涂,部厚度2mm左注,待固化后开模、取件。21反应注射(RIM):与浇注方右,喷涂每层之间的时间不可太长,以避免由于氧化而法相比,反应注射不需要贵重的真空箱和混合器,只需导致型壳分层;71在模盒中填入背衬材料,背衬材料使用带有两个压腔的液态树脂注射系统,在常压下充一般用铝粉或铝颗粒填充的环氧树脂,在背衬中设计模和固化成型。31蜡型的低压注射:硅橡胶模具可用冷却或加热孔道;81背衬材料固化后,将底面加工平于低压下蜡型的注射成型,蜡型一般用于熔模浇注。硅整;91分型面一侧的模具制作完毕后,将模盒翻转,剥橡胶模具有一定弹性,脱模方便,适合于加工结构复去另一部分模型和分型面的粘土,露出模型;101按照杂、花纹细致、无脱模斜度或表面有深凹槽的制件。上述步骤完成分型面另一侧的模具制造,获得完整的212树脂制模方法模具。金属喷涂型壳的材料一般是低熔点合金,不适宜大部分树脂加上其他填充材料可以用来快速制造制造带有小孔或表面具有尖、细结构的模具。金属喷涂软模。例如可以用