《快速模具制造技术》ppt课件

1、快速模具制造技术快速模具制造技术快速模具制造技术Rapid tooling，RT经过经过RP技术用直接或间接的方法快速、准确地制造技术用直接或间接的方法快速、准确地制造所需模具的过程。所需模具的过程。快快速速模模具具制制造造技技术术及及其其分分类类快速模具制造技术快快速速模模具具制制造造技技术术及及其其分分类类快速模具制造技术RT分类分类直接法直接法-利用利用RP技术直接制造出模具本身。技术直接制造出模具本身。间接法间接法-利用快速成型件作母模或过渡模具，再利用快速成型件作母模或过渡模具，再通通 过传统的模具制造方法来制造模具。过传统的模具制造方法来制造模具。快快速速模模具具制制造造技技术术及

2、及其其分分类类快速模具制造技术RT快快速速模模具具制制造造技技术术及及其其分分类类软质模具制造软质模具制造硬质模具制造硬质模具制造运用：批量小、种类多、改型快的产品制造运用：批量小、种类多、改型快的产品制造方法：硅橡胶浇注法、金属喷涂法、树脂浇注法方法：硅橡胶浇注法、金属喷涂法、树脂浇注法消费制品数量：消费制品数量：505000件件 运用：大批量的产品制造运用：大批量的产品制造方法：熔模铸造法、陶瓷型精细铸造法方法：熔模铸造法、陶瓷型精细铸造法消费制品数量：上万乃至几十万件消费制品数量：上万乃至几十万件快速模具制造技术直接快速制模法直接快速制模法(Direct Rapid Tooling, D

3、RT)1、软模技术、软模技术 采用各种快速成型技术直接将采用各种快速成型技术直接将CAD模型模型(虚拟模虚拟模型型)转换为具有一定机械性能的非金属的原型转换为具有一定机械性能的非金属的原型(物理模物理模型型)，在许多场所下可作为软模具运用，用于小批量，在许多场所下可作为软模具运用，用于小批量塑料零件的消费。塑料零件的消费。SLA真空吸塑模塑料杯、包装盒真空吸塑模塑料杯、包装盒快快速速模模具具制制造造技技术术及及其其分分类类快速模具制造技术直接快速制模法直接快速制模法(Direct Rapid Tooling, DRT)2、准直接快速制模技术、准直接快速制模技术 经过经过RP技术消费的模具还需求

4、较多的后续任务才技术消费的模具还需求较多的后续任务才干用于工件的消费，其主要方法：干用于工件的消费，其主要方法：包有粘结剂的金属粉包有粘结剂的金属粉(SLS)(SLS)金属悬浮液金属悬浮液(SLA)(SLA)带有金属粒子的塑料丝带有金属粒子的塑料丝(FDM)(FDM)半废品半废品粘结剂的去除和渗金属等后续工艺粘结剂的去除和渗金属等后续工艺模具模具快快速速模模具具制制造造技技术术及及其其分分类类快速模具制造技术直接快速制模法直接快速制模法(Direct Rapid Tooling, DRT)3、直接快速制模技术、直接快速制模技术 成型件外表后处置成型件外表后处置SLSSLS：金属粉末烧结成型：金

5、属粉末烧结成型模具作为注塑模、压铸模、锻模运用模具作为注塑模、压铸模、锻模运用LOMLOM：金属箔：金属箔FDMFDM：不锈钢丝：不锈钢丝快快速速模模具具制制造造技技术术及及其其分分类类快速模具制造技术直接快速制模法直接快速制模法(Direct Rapid Tooling, DRT)3、直接快速制模技术、直接快速制模技术FDMFDM、SLSSLS：蜡丝或蜡粉：蜡丝或蜡粉精铸用蜡模精铸用蜡模SLASLA、LOMLOM、FDMFDM、SLSSLS树脂消逝模树脂消逝模大大缩短了制模时间，且快速成型的原型程度远比木模要高，强度和大大缩短了制模时间，且快速成型的原型程度远比木模要高，强度和尺寸稳定性也优

6、于木模。特别是对于难以加工、需求多种组合的木模，尺寸稳定性也优于木模。特别是对于难以加工、需求多种组合的木模，RT优点更为突出。优点更为突出。SLASLA、LOMLOM、FDMFDM、SLSSLS树脂原型树脂原型砂型铸造用木模砂型铸造用木模替代替代快快速速模模具具制制造造技技术术及及其其分分类类快速模具制造技术间接快速制模法间接快速制模法(Indirect Rapid Tooling, IRT)1、经过、经过RP方法成型一个原型，再基于该模型用软质制方法成型一个原型，再基于该模型用软质制模资料翻制出模具。软质模具模资料翻制出模具。软质模具2、经过、经过RP技术消费铸模技术消费铸模(蜡模、消逝模

7、蜡模、消逝模)和铸型和铸型(砂型或砂型或壳型壳型)，再结合铸造技术消费金属模具。硬质模具，再结合铸造技术消费金属模具。硬质模具快快速速模模具具制制造造技技术术及及其其分分类类快速模具制造技术当制造的零件件数较少批量在当制造的零件件数较少批量在20205050件时，普通采用以件时，普通采用以RPRP原型作母模，采用有机硅橡胶浇注制造硅橡胶模。原型作母模，采用有机硅橡胶浇注制造硅橡胶模。硅橡胶良好的柔性和弹性，对于构造复杂、花纹精细、无拔硅橡胶良好的柔性和弹性，对于构造复杂、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，模斜度甚至有一定倒拔模斜度以及具有深凹槽的零件，制件浇注完成后

8、可直接取出。制件浇注完成后可直接取出。(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术快速模具制造技术运用：快速、容易而廉价地小批量消费各种塑料零件和运用：快速、容易而廉价地小批量消费各种塑料零件和 石蜡模型。石蜡模型。特点：制造消费周期为特点：制造消费周期为1 1周左右周左右 本钱为钢模的本钱为钢模的1/151/151/201/20(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术硅橡胶快速制模工艺道路硅橡胶快速制模工艺道路快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术硅橡胶快速制模工艺道路硅橡胶快速制模工艺道路1、RP原型的制

9、造原型的制造1 1RPRP原型的设计制造原型时的各种收缩变形、原型的设计制造原型时的各种收缩变形、 原型的外表后处置余量原型的外表后处置余量2 2RPRP原型的制造原型的制造3 3RPRP原型后处置打磨、抛光、喷漆等原型后处置打磨、抛光、喷漆等快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术硅橡胶快速制模工艺道路硅橡胶快速制模工艺道路2、硅橡胶模具制造、硅橡胶模具制造P169：图：图5-43、注型件制造、注型件制造快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术制制作作型型框框硅橡胶的浇注硅橡胶的浇注硅橡胶的固化硅橡胶的固化撤撤除除型型框框取取出出原原型型快速模具制造技

10、术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术硅橡胶硅橡胶硅橡胶是一种由氧和硅交联成的聚合物制成的独特的硅橡胶是一种由氧

11、和硅交联成的聚合物制成的独特的合成弹性体，合成弹性体，Si-O-Si键是其构成的根本键型键是其构成的根本键型 。硅橡胶按其硫化温度，分为高温加热硫化型硅橡胶按其硫化温度，分为高温加热硫化型HTV、室温硫化型室温硫化型RTV两大类。两大类。高温胶高温胶主要用于制造各种硅橡胶制品主要用于制造各种硅橡胶制品室温胶室温胶主要作为粘接剂、灌封资料或模具运用主要作为粘接剂、灌封资料或模具运用 快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术用作硅橡胶模具的硅胶资料要求：用作硅橡胶模具的硅胶资料要求：具有较短的固化时间具有较短的固化时间较高的强度和硬度较高的强度和硬度较强的抗撕裂性能较强的抗撕裂

12、性能线收缩率越小越好线收缩率越小越好硅橡胶不能与酸碱反响硅橡胶不能与酸碱反响硅橡胶硅橡胶快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术硅橡胶快速制模的假设干问题硅橡胶快速制模的假设干问题型框壁、底面距型框壁、底面距RP原型：原型：20mm侧挡板高度侧挡板高度=RP原型高度原型高度+90mm留出留出50mm，防止，防止 脱泡时硅胶溢出脱泡时硅胶溢出通常选取投影面积最大的面通常选取投影面积最大的面对于高薄壁件，尽量将其整体置于同一半模中。对于高薄壁件，尽量将其整体置于同一半模中。快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术硅橡胶快速制模的假设干问题硅橡胶快速制模的假设

13、干问题普通：方形、正方形普通：方形、正方形特殊：按原型外形搭建型框随形型框特殊：按原型外形搭建型框随形型框防止大面积平面外形置于型腔最高位置防止大面积平面外形置于型腔最高位置快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术经济型硅橡胶快速制模工艺方法经济型硅橡胶快速制模工艺方法传统的快速硅橡胶模具制造过程中存在相当严重的硅橡胶传统的快速硅橡胶模具制造过程中存在相当严重的硅橡胶浪费景象浪费景象快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术经济型硅橡胶快速制模工艺方法经济型硅橡胶快速制模工艺方法a. 安放原型贴橡皮泥或黏土。对原型进展必要的清理和安放原型贴橡皮泥或黏土。对

14、原型进展必要的清理和 处置后放置在平板上固定好，制造并固定模框，在原处置后放置在平板上固定好，制造并固定模框，在原 型外表贴橡皮泥或黏土层。型外表贴橡皮泥或黏土层。b. 浇石膏背衬。将配好的石膏浆浇注到模框中。浇石膏背衬。将配好的石膏浆浇注到模框中。快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术经济型硅橡胶快速制模工艺方法经济型硅橡胶快速制模工艺方法c. 去掉橡皮泥或黏土层去掉橡皮泥或黏土层,并清理型腔。并清理型腔。d. 硅橡胶浇注。将硅橡胶调配均匀，真空脱泡后浇注硅胶，硅橡胶浇注。将硅橡胶调配均匀，真空脱泡后浇注硅胶， 在室温下充分固化。在室温下充分固化。e. 取出原型，清理型

15、腔并制造另一半模。取出原型，清理型腔并制造另一半模。快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术经济型硅橡胶快速制模工艺方法经济型硅橡胶快速制模工艺方法适于经济型硅胶模的母模构造特征适于经济型硅胶模的母模构造特征快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术经济型硅橡胶快速制模工艺方法经济型硅橡胶快速制模工艺方法适于经济型硅胶模的母模构造特征适于经济型硅胶模的母模构造特征快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术经济型硅橡胶快速制模工艺方法经济型硅橡胶快速制模工艺方法适于经济型硅胶模的母模构造特征适于经济型硅胶模的母模构造特征快速模具制造技术硅橡

16、胶模具的运用硅橡胶模具的运用(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术 中小批量注塑件的消费中小批量注塑件的消费 (可缩短新产品开发周期、减少开发费用、降低开发风可缩短新产品开发周期、减少开发费用、降低开发风险险)快速模具制造技术硅橡胶模具的运用硅橡胶模具的运用(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术对各种原型快速成形制造的原型件或现有对各种原型快速成形制造的原型件或现有的木材、塑料、金属材质等零件制造硅橡的木材、塑料、金属材质等零件制造硅橡胶模具，并在真空注型机中快速浇注出无气胶模具，并在真空注型机中快速浇注出无气泡、组织致密的塑料产品。泡、组织致密的塑料产品。 快速模具制造技术(一一

17、)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术MINI式真空注型机式真空注型机上海坤融机电科技上海坤融机电科技快速模具制造技术硅橡胶模具的运用硅橡胶模具的运用经过制造经过制造RPRP模型，采用硅橡胶模翻制模型，采用硅橡胶模翻制ABSABS塑料样件，云南光学仪器厂塑料样件，云南光学仪器厂快速地实现了新产品开发，含快速地实现了新产品开发，含RPRP原型，制造消费周期为原型，制造消费周期为6 6天。天。 (一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术硅橡胶模具的运用硅橡胶模具的运用快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术硅橡胶模具

18、的运用硅橡胶模具的运用快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术硅橡胶模具的运用：汽车样件快速试制硅橡胶模具的运用：汽车样件快速试制快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术硅橡胶模具的运用：汽车样件快速试制硅橡胶模具的运用：汽车样件快速试制快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术硅橡胶模具的运用：汽车样件快速试制硅橡胶模具的运用：汽车样件快速试制快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术硅橡胶模具的运用：汽车样件快速试制硅橡胶模具的运用：汽车样件快速试制快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术硅橡胶

19、模具的运用硅橡胶模具的运用产品制造流程产品制造流程快速模具制造技术(一一)硅硅橡橡胶快胶快速速制制模模技技术术硅橡胶模具的运用硅橡胶模具的运用产品制造流程产品制造流程视频视频快速模具制造技术(二二)电电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模模技技术术当模具要求的寿命在当模具要求的寿命在3000件以下时，普通采用以件以下时，普通采用以RP原型原型作母模，将低熔点的熔化金属如锌铝合金充分雾化作母模，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放射到母模的外表，构成模具型腔外表，后以一定的速度放射到母模的外表，构成模具型腔外表，充填背衬复合资料，制造锌铝合金软模具。充填背衬复合资料，制造锌铝合金软模具。特

20、点：特点：简单，周期短，型腔外表及其精细花纹一次同时构成。简单，周期短，型腔外表及其精细花纹一次同时构成。其制造周期为其制造周期为12周，本钱为数控法加工钢模的周，本钱为数控法加工钢模的1/31/5。 快速模具制造技术以两根分别衔接直流电源正负极的金属丝作自耗性电极，以两根分别衔接直流电源正负极的金属丝作自耗性电极，利用其端部产生的电弧将金属丝熔化，利用其端部产生的电弧将金属丝熔化，处于电弧正后方的喷嘴射出高速、高压空气使熔化的金属处于电弧正后方的喷嘴射出高速、高压空气使熔化的金属脱离且雾化成微粒，脱离且雾化成微粒，并以极高速度撞击基体外表，构成光滑、致密、低气孔率并以极高速度撞击基体外表，构

21、成光滑、致密、低气孔率的金属涂层。的金属涂层。电弧喷涂的根本原理电弧喷涂的根本原理(二二)电电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模模技技术术模具的型腔外表模具的型腔外表快速模具制造技术(二二)电电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模模技技术术快速模具制造技术(二二)电电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模模技技术术电弧喷涂快速制模工艺流程电弧喷涂快速制模工艺流程 快速模具制造技术(二二)电电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模模技技术术电弧喷涂快速制模工艺过程电弧喷涂快速制模工艺过程1、RP原型母模的制造原型母模的制造2、RP原型母模的预处置原型母模的预处置提高涂层与外表的附着力，防止提高涂层与外表的附着力，防止 金属颗粒的零落。金

22、属颗粒的零落。能使涂层顺利与模型基体脱开。能使涂层顺利与模型基体脱开。隔热作用。隔热作用。聚乙烯醇：良好的成膜性能、耐高温、易清洗水溶性聚乙烯醇：良好的成膜性能、耐高温、易清洗水溶性快速模具制造技术(二二)电电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模模技技术术电弧喷涂快速制模工艺过程电弧喷涂快速制模工艺过程3、在模型上喷涂金属，构成金属壳、在模型上喷涂金属，构成金属壳需控制：需控制：23mm壳体外表的应力应变分布壳体外表的应力应变分布喷涂喷涂降温紧缩空气吹模型外表降温紧缩空气吹模型外表喷涂喷涂快速模具制造技术(二二)电电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模模技技术术电弧喷涂快速制模工艺过程电弧喷涂快速制模工艺过程3、

23、在模型上喷涂金属，构成金属壳、在模型上喷涂金属，构成金属壳喷涂工艺参数喷涂工艺参数及其选择及其选择使涂层获得使涂层获得较高强度、硬度、较高强度、硬度、较小孔隙率等性能较小孔隙率等性能模具型腔质量模具型腔质量喷涂消费率喷涂消费率金属涂层的致密程度金属涂层的致密程度涂层质量、喷涂的成败涂层质量、喷涂的成败金属微滴堆积率、涂层组金属微滴堆积率、涂层组织的疏松度织的疏松度涂层厚度涂层厚度金属微滴堆积率、涂层温度金属微滴堆积率、涂层温度快速模具制造技术(二二)电电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模模技技术术电弧喷涂快速制模工艺过程电弧喷涂快速制模工艺过程4、制造模具框架、制造模具框架5、浇注填充资料、浇注填充资

24、料资料性能要求资料性能要求良好流动性良好流动性较高导热率、较低收缩率较高导热率、较低收缩率与喷涂金属壳体有相近的热膨胀系数与喷涂金属壳体有相近的热膨胀系数具有较高的抗压强度等力学性能具有较高的抗压强度等力学性能最常用：环氧树脂最常用：环氧树脂+铝粉铝粉结协作用结协作用提高模具力学性能、热性能提高模具力学性能、热性能模详细积模详细积，铝粉比例，铝粉比例快速模具制造技术(二二)电电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模模技技术术电弧喷涂快速制模工艺过程电弧喷涂快速制模工艺过程6、脱模凸、凹模型腔与母模的分别、脱模凸、凹模型腔与母模的分别7、后处置、后处置快速模具制造技术(二二)电电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模模

25、技技术术电弧喷涂设备电弧喷涂设备CMD-AS1620型电弧喷涂设备型电弧喷涂设备 电弧喷涂枪电弧喷涂枪控制箱控制箱电源电源送丝安装送丝安装紧缩空气系统紧缩空气系统 快速模具制造技术(二二)电电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模模技技术术电弧喷涂资料电弧喷涂资料(1)锌及锌合金锌及锌合金 锌锌: 在大气或水中具有良好的耐腐蚀性，对钢铁基材具有在大气或水中具有良好的耐腐蚀性，对钢铁基材具有 电化学维护作用。而在酸、碱、盐中不耐腐蚀。电化学维护作用。而在酸、碱、盐中不耐腐蚀。在锌中参与铝可以提高喷涂后的耐腐蚀性能。在锌中参与铝可以提高喷涂后的耐腐蚀性能。快速模具制造技术(二二)电电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模

26、模技技术术电弧喷涂资料电弧喷涂资料(1)锌及锌合金锌及锌合金 锌喷涂层已广泛运用于室外露天的钢铁构件，如水门闸、锌喷涂层已广泛运用于室外露天的钢铁构件，如水门闸、桥梁、铁塔和容器等。桥梁、铁塔和容器等。快速模具制造技术(二二)电电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模模技技术术电弧喷涂资料电弧喷涂资料(2)铝及铝合金铝及铝合金 铝可用作防腐喷涂层，比重轻，价钱低廉，在含有二氧铝可用作防腐喷涂层，比重轻，价钱低廉，在含有二氧化硫的气氛中耐腐蚀效果比较好。化硫的气氛中耐腐蚀效果比较好。在铝及铝合金中参与稀土元素不仅可以提高涂层的结合在铝及铝合金中参与稀土元素不仅可以提高涂层的结合强度而且可以降低孔隙率。强度而

27、且可以降低孔隙率。铝还可用作耐热喷涂层。铝在高温作用下，能在铁基体铝还可用作耐热喷涂层。铝在高温作用下，能在铁基体上分散，与铁发生作用生成抗高温氧化的上分散，与铁发生作用生成抗高温氧化的Fe3Al，从而，从而提高钢材的耐热性。提高钢材的耐热性。快速模具制造技术(二二)电电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模模技技术术电弧喷涂资料电弧喷涂资料(2)铝及铝合金铝及铝合金 铝涂层己广泛运用于贮水容器、硫磺气体包围中的钢铁铝涂层己广泛运用于贮水容器、硫磺气体包围中的钢铁构件、食品储存器、熄灭室、船体和闸门等。构件、食品储存器、熄灭室、船体和闸门等。快速模具制造技术(二二)电电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模模技技术术

28、电弧喷涂资料电弧喷涂资料(3)铜及铜合金铜及铜合金 纯铜主要用作电器开关和电子元件的导电喷涂层及人像、纯铜主要用作电器开关和电子元件的导电喷涂层及人像、工艺品、水泥等建筑外表的装饰喷涂层。工艺品、水泥等建筑外表的装饰喷涂层。黄铜喷涂层广泛用于修复磨损及加工超差的零件，修补有黄铜喷涂层广泛用于修复磨损及加工超差的零件，修补有铸造砂眼、气孔的黄铜件，也可作为装饰喷涂层运用。铸造砂眼、气孔的黄铜件，也可作为装饰喷涂层运用。铝青铜涂层的结合强度高，抗海水腐蚀才干强，并具有很铝青铜涂层的结合强度高，抗海水腐蚀才干强，并具有很好的耐腐蚀疲劳和耐磨性。主要用于喷涂水泵叶片、气闸好的耐腐蚀疲劳和耐磨性。主要用

29、于喷涂水泵叶片、气闸阀门、活塞、轴瓦外表。阀门、活塞、轴瓦外表。快速模具制造技术(二二)电电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模模技技术术电弧喷涂资料电弧喷涂资料(4)镍及镍铬合金镍及镍铬合金 镍铬合金具有很好的抗高镍铬合金具有很好的抗高温氧化性能，可在温氧化性能，可在800高温下运用，是日前运用高温下运用，是日前运用很广的热阻资料。很广的热阻资料。镍铬涂层可以耐水蒸气、镍铬涂层可以耐水蒸气、二氧化碳、一氧化碳、氨、二氧化碳、一氧化碳、氨、醋酸及碱等介质的腐蚀，醋酸及碱等介质的腐蚀，镍铬合金被大量用作耐腐镍铬合金被大量用作耐腐蚀及耐高温喷涂层。蚀及耐高温喷涂层。锅炉管道锅炉管道快速模具制造技术(二二)电

30、电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模模技技术术电弧喷涂资料电弧喷涂资料(5)碳钢和低合金钢碳钢和低合金钢 具有强度较高、耐磨性好、价钱低廉等特点。具有强度较高、耐磨性好、价钱低廉等特点。电弧喷涂过程中碳和合金元素易烧损，易于呵斥涂层多电弧喷涂过程中碳和合金元素易烧损，易于呵斥涂层多孔和氧化物夹渣，使涂层性能下降，因此采用碳元素较孔和氧化物夹渣，使涂层性能下降，因此采用碳元素较高的碳钢，以弥补碳元素的烧损。高的碳钢，以弥补碳元素的烧损。快速模具制造技术(二二)电电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模模技技术术电弧喷涂资料电弧喷涂资料 (6)粉芯丝材粉芯丝材 由金属外皮包裹着一定粒度的不同类型的金属、合金粉由金属外

31、皮包裹着一定粒度的不同类型的金属、合金粉末或陶瓷粉末等构成的，兼备实心丝材及合金粉末喷涂末或陶瓷粉末等构成的，兼备实心丝材及合金粉末喷涂资料的优点资料的优点 (耐磨、具有良好的抗高温稳定性。耐磨、具有良好的抗高温稳定性。快速模具制造技术(二二)电电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模模技技术术电弧喷涂资料电弧喷涂资料铝：涂层硬度较高铝：涂层硬度较高锌：喷涂工艺性好锌：喷涂工艺性好铝锌合金等丝材铝锌合金等丝材适宜模具制造的电弧喷涂资料适宜模具制造的电弧喷涂资料低熔点低熔点快速模具制造技术经过制造滴头经过制造滴头RPRP模型，采用金属喷涂制模法制造锌铝合金软模具，模型，采用金属喷涂制模法制造锌铝合金软模具，

32、注塑成型注塑成型10001000件滴头产品，用于农业节水灌溉实验。新产品的试制，件滴头产品，用于农业节水灌溉实验。新产品的试制，含含RPRP原型，制造消费周期为原型，制造消费周期为2 2周。周。 (二二)电电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模模技技术术快速模具制造技术(二二)电电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模模技技术术西安交通大学利用电弧喷涂成型快速制模技术先后为国内西安交通大学利用电弧喷涂成型快速制模技术先后为国内汽车制造企业完成了三个车型合计汽车制造企业完成了三个车型合计42副汽车样车覆盖件试副汽车样车覆盖件试制模具的制造，单副模具制造样件数量超越制模具的制造，单副模具制造样件数量超越120件，本钱件

33、，本钱低、速度快，获得了效力企业的好评低、速度快，获得了效力企业的好评 。汽车覆盖件样件快速制造工艺流程汽车覆盖件样件快速制造工艺流程 快速模具制造技术(二二)电电弧弧喷喷涂涂快快速速制制模模技技术术模具尺寸为模具尺寸为1800600850mm。母模采用石母模采用石膏型母模，膏型母模，模具型壳资模具型壳资料采用锌铝料采用锌铝合金，合金，背衬采用金背衬采用金属粉填充环属粉填充环氧树脂以及氧树脂以及高强度水泥高强度水泥制造。制造。金属喷涂模具及汽车覆盖件样件快速制造工艺流程金属喷涂模具及汽车覆盖件样件快速制造工艺流程 快速模具制造技术(三三)环环氧氧树树脂脂快快速速制制模模技技术术将液态的环氧树脂

34、与有机或无机复合资料作为基体资料，将液态的环氧树脂与有机或无机复合资料作为基体资料，以原型为基准浇注模具的一种间接制模方法，通常可直接以原型为基准浇注模具的一种间接制模方法，通常可直接进展注塑消费。进展注塑消费。快速模具制造技术工艺过程工艺过程P195：图：图5-29:1.制造原型、外表处置制造原型、外表处置2.设计及制造模框设计及制造模框3.在原型外表及分型面刷脱模剂在原型外表及分型面刷脱模剂4.浇注凹模浇注凹模5.浇注凸模浇注凸模6.脱模脱模7.模具修整、组装模具修整、组装(三三)环环氧氧树树脂脂快快速速制制模模技技术术快速模具制造技术(三三)环环氧氧树树脂脂快快速速制制模模技技术术制模资

35、料：良好流动性、低固化收缩率制模资料：良好流动性、低固化收缩率环氧树脂环氧树脂 + 固化剂降低固化温度固化剂降低固化温度 + 稀释剂降低粘度稀释剂降低粘度 + 填料铝粉、铁粉、石英粉、滑石粉等填料铝粉、铁粉、石英粉、滑石粉等 提高所制模具的力学性能提高所制模具的力学性能快速模具制造技术采用环氧树脂模具与传统注塑模具相比，本钱只需采用环氧树脂模具与传统注塑模具相比，本钱只需传统方法的几分之一，消费周期大大减少。传统方法的几分之一，消费周期大大减少。模具寿命不及钢模，但比硅胶模高，可达模具寿命不及钢模，但比硅胶模高，可达1000件件5000件，可满足中小批量消费的需求。件，可满足中小批量消费的需求

36、。(三三)环环氧氧树树脂脂快快速速制制模模技技术术快速模具制造技术(三三)环环氧氧树树脂脂快快速速制制模模技技术术从国内、外环氧树脂模具实践运用统计，环氧树脂适宜于从国内、外环氧树脂模具实践运用统计，环氧树脂适宜于制造以下几种类型的模具：制造以下几种类型的模具：冷压模具：弯曲模、拉延模、落锤模、铸造模等；冷压模具：弯曲模、拉延模、落锤模、铸造模等；热压模具：塑料注射模、注腊模、吹塑模、吸塑模、热压模具：塑料注射模、注腊模、吹塑模、吸塑模、 泡沫成型模、皮塑制品成型模等。泡沫成型模、皮塑制品成型模等。 环氧树脂模具的运用环氧树脂模具的运用快速模具制造技术(三三)环环氧氧树树脂脂快快速速制制模模技

37、技术术环氧树脂模在塑料成形中的运用环氧树脂模在塑料成形中的运用热注射成形模又称注塑模由型芯与型腔由动模和定模组成、热注射成形模又称注塑模由型芯与型腔由动模和定模组成、浇注系统和冷却系统等组成。其中，型芯与型腔部分最复杂、加工浇注系统和冷却系统等组成。其中，型芯与型腔部分最复杂、加工最困难，可用铝填充环氧树脂模制造，而浇注系统和冷却系统等部最困难，可用铝填充环氧树脂模制造，而浇注系统和冷却系统等部分为规范构造，可另嵌入，构成组合模。这种模具的适宜消费批量分为规范构造，可另嵌入，构成组合模。这种模具的适宜消费批量为为20500件。件。快速模具制造技术(三三)环环氧氧树树脂脂快快速速制制模模技技术术

38、环氧树脂模具在金属板材拉深成形中的运用环氧树脂模具在金属板材拉深成形中的运用 环氧树脂可用于制造大型拉深成形模，这种模具可以拉深环氧树脂可用于制造大型拉深成形模，这种模具可以拉深0.8mm的的钢板或钢板或2mm以下的铝板，寿命在万次以上不磨损，在凸凹模的刃口以下的铝板，寿命在万次以上不磨损，在凸凹模的刃口部嵌以钢带那么效果更好。部嵌以钢带那么效果更好。快速模具制造技术制造过程：制造过程： 采用采用SLA 快速成形工艺制造原型型腔和快速成形工艺制造原型型腔和型芯；型芯； 翻制硅橡胶过渡模；翻制硅橡胶过渡模； 在过渡模中浇注在过渡模中浇注A6工具钢粉、碳化钨粉和工具钢粉、碳化钨粉和粘合剂的混合物，

39、在常温下固化后，获得半粘合剂的混合物，在常温下固化后，获得半废品的模坯；废品的模坯； 在有维护气体的加热炉中烧结，获得在有维护气体的加热炉中烧结，获得70密度的模坯；密度的模坯； 在真空炉中渗入铜合金接近在真空炉中渗入铜合金接近100密度；密度； 打磨抛光即可获得大批量消费用的工具钢打磨抛光即可获得大批量消费用的工具钢模具。模具。(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术3D Keltool 氢气烧结炉氢气烧结炉 快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术优点：优点：碳化钨颗粒很细，模具型芯和型腔的外表质量很碳化钨颗粒很细，模具型芯和型腔的外表质

40、量很 好，外表粗糙度好，外表粗糙度Ra 值为值为2025m，并可以抛光至，并可以抛光至 镜面。镜面。碳化钨颗粒的硬度高，模具外表硬度可达碳化钨颗粒的硬度高，模具外表硬度可达45-50HRc， 大大提高了模具的耐磨性，延伸了模具的运用寿命。大大提高了模具的耐磨性，延伸了模具的运用寿命。 对于普通工程塑料，运用寿命可达对于普通工程塑料，运用寿命可达100万次以上。万次以上。由于含有由于含有30的铜，导热性能比传统的工具钢好，能的铜，导热性能比传统的工具钢好，能 缩短注塑循环时间，提高消费率。缩短注塑循环时间，提高消费率。快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术缺陷

41、：缺陷：必需有尺寸较准确而且稳定的母模才干制造高精度必需有尺寸较准确而且稳定的母模才干制造高精度 的模具，遭到的模具，遭到SLA 快速成形技术的限制，尺寸快速成形技术的限制，尺寸 精度为精度为0.04mm。资料价钱较贵，运作本钱高。资料价钱较贵，运作本钱高。模具制造周期较长。模具制造周期较长。快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术运用运用快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术间接金属粉末烧结制模间接金属粉末烧结制模DTM公司开发的基于公司开发的基于SLS工艺的快速制模技术工艺的快速制模技术快速模具制造技术(四四) 金金属属

42、钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术1复杂模具设计复杂模具设计 利用现有三维利用现有三维cad软件软件先在烧结站上建造原型，进展测试先在烧结站上建造原型，进展测试 将原型设计转成模具设计将原型设计转成模具设计模具镶件可达六寸宽、十寸高模具镶件可达六寸宽、十寸高将设计转换为将设计转换为.stl格式，输入格式，输入sinterstation2500 烧结站烧结站快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术2制模制模 烧结站烧结站2500中央处置器将中央处置器将cad模型模型切片切片 根据根据切片切片模型，将模型，将rapidsteel粉末聚合物粘结剂粉末聚合物粘结

43、剂预包裹的低碳钢粉粒进展激光烧结预包裹的低碳钢粉粒进展激光烧结 ，烧结出模具，烧结出模具的样件。的样件。快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术3熔炉处置熔炉处置 将样件放进聚合物溶液中进展将样件放进聚合物溶液中进展初次浸渗；初次浸渗； 放入熔炉中，将样件内的聚合放入熔炉中，将样件内的聚合物蒸发物蒸发 ；渗铜，得到全致密模具。渗铜，得到全致密模具。快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术运用运用快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术也称为直接金属粉末激光烧结制模也称为直接金属粉末激光烧结制模

44、(Direct Metal Laser SinteringDMLS)快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术DMLS工艺是德国工艺是德国EOS公司首先推出的，其代表机型为公司首先推出的，其代表机型为EOSINT M 250 Xtended。它可以从。它可以从CAD文件直接制造文件直接制造注射模模芯、压铸模和金属零件。注射模模芯、压铸模和金属零件。资料采用新型钢基粉末资料采用新型钢基粉末DirectMetal 20。制成的模具或零件的精度很高，普通仅需进展简单而短制成的模具或零件的精度很高，普通仅需进展简单而短暂的微粒喷丸处置，无需抛光就可以作为注射模。暂的微粒

45、喷丸处置，无需抛光就可以作为注射模。快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术Target：Plastic PartsDirectPart DirectPatternDirectTool 快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术DirectTool Examples 快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术DirectTool Examples 快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术DirectTool Examples 快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢

46、质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术又称之为激光粉末熔接、激光粉末淀积、直接金属淀积或又称之为激光粉末熔接、激光粉末淀积、直接金属淀积或粉末金属淀积，和激光焊接、激光外表喷涂类似。粉末金属淀积，和激光焊接、激光外表喷涂类似。Laser Engineered Net ShapingSandia Natio

47、nal Laboratory研讨开发研讨开发快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术用一种高能激光，在基底外表产生一个小的熔化池，同时用一种高能激光，在基底外表产生一个小的熔化池，同时金属粉送进系统向熔池放射金属粉。金属颗粒熔融并与基金属粉送进系统向熔池放射金属粉。金属颗粒熔融并与基底金属接合，构成固有层。经过这样一层一层的叠加，得底金属接合，构成固有层。经过这样一层一层的叠加，得到金属模具。到金属模具。 Laser Engineered Net Shaping快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术美国新墨西哥州阿尔伯克基美

48、国新墨西哥州阿尔伯克基(Albuquerque)的的Optomec公司，公司， 在在Sandia国家实验室完成的研讨的根底上，发明国家实验室完成的研讨的根底上，发明了它的激光设计净形了它的激光设计净形(LENS)系统。系统。激光设计净形激光设计净形(LENS)系统的首个商业版在系统的首个商业版在1998年发货。年发货。 Optomec公司于公司于1998年和年和1999年分别推出了年分别推出了LENS-50、 LENS-1500机型。机型。原料：钢、钢合金、铁镍合金、钛钽合金和镍铝合金。原料：钢、钢合金、铁镍合金、钛钽合金和镍铝合金。其消费的金属零件强度超越了传统方法消费的金属零件，其消费的金

49、属零件强度超越了传统方法消费的金属零件，普通用来制造高精度铸模。普通用来制造高精度铸模。 快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术最近几年，美国军方在阿拉斯加州安尼斯顿最近几年，美国军方在阿拉斯加州安尼斯顿(Anniston, Ala.) 的安尼斯顿军需库曾经运用了一个的安尼斯顿军需库曾经运用了一个Optomec系统，系统，用于修缮用于修缮Abrams M1坦克的汽轮机零件。坦克的汽轮机零件。Optomec主要重点是航天航空工业，但也供应其它运用主要重点是航天航空工业，但也供应其它运用系

50、统。系统。 快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术制造有共形冷却道的电铸镍铜壳模，批量消费注塑件。制造有共形冷却道的电铸镍铜壳模，批量消费注塑件。先在母模外表电铸镍壳，然后在其反面设置共形冷却道，先在母模外表电铸镍壳，然后在其反面设置共形冷却道，再电铸铜壳，并浇注背衬的模具。再电铸铜壳，并浇注背衬的模具。快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术由由Hasbro公司率先开发，注册专利为公司率先开发，注册专利为ExpressToolTM。技术特征：采用两层不同的金属构成外壳，以及在反面技术特征：采用两层不同的金属构成外壳，以及在

51、反面布置共形冷却道，迅速使成型过程的热量分散。布置共形冷却道，迅速使成型过程的热量分散。快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术工艺过程工艺过程P212：图图6-16原型制造与涂覆原型制造与涂覆电铸镍层原理电铸镍层原理设置共形冷却道设置共形冷却道电铸铜层电铸铜层浇注背衬浇注背衬取原型，得到型腔。取原型，得到型腔。制造型芯，与模架等装配。制造型芯，与模架等装配。使原型可以导电使原型可以导电进一步提高导热性能、抗压强度，进一步提高导热性能、抗压强度，线膨胀系数接近镍铸层。线膨胀系数接近镍铸层。快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术

52、术快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术其截面外形可为圆、椭圆等。这其截面外形可为圆、椭圆等。这种冷却道不仅能提高冷却效率，种冷却道不仅能提高冷却效率，缩短注射循环周期缩短注射循环周期3050，而且可显著减少模面上的温差，而且可显著减少模面上的温差，减小工件中的内应力与翘曲变形，减小工件中的内应力与翘曲变形，提高工件的质量。提高工件的质量。 共形冷却道共形冷却道(Conformal Cooling Channel，简称，简称CCC)的布置与注塑件的主轮廓外形近的布置与注塑件的主轮廓外形近似。似。快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术ExpressTool模常用环氧树脂模常用环氧树脂或低熔点金属做背衬，也可用或低熔点金属做背衬，也可用高强度化学粘结陶瓷高强度化学粘结陶瓷(CBC)或或钢材作为支撑背衬。钢材作为支撑背衬。快速模具制造技术(四四) 金金属属钢钢质质硬硬模模快快速速制制造造技技术术快速模具制造技术(四四) 金金属属钢