发泡模与搪塑模的制备

1、郑春竹 2021-09这次培训的目的：了解汽车内饰常见发泡模与搪塑模设计制造原理和过程对学员的要求：普及模具设计工程师和工艺人员对该类模具知识的认知，理解其工作原理和过程课程安排：课程的内容分为4节，共4课时。一、发泡模生产流程一、发泡模生产流程 二、发泡模结构及分类二、发泡模结构及分类 三、发泡模制造过程简述三、发泡模制造过程简述四、搪塑模制备过程四、搪塑模制备过程 一、发泡模生产流程开模浇注生产流程：顶出机构、滑块复位铺设表皮自动感应抽真空吸附 上模放置骨架自动感应，吸盘或真空吸附 模架旋转适宜的浇注位置 浇注合模锁模气垫顶出加锁模力 充气密封条充气根据排气情况分段充气密封 气垫下降或充气

2、密封条放气排气上模真空或吸盘断 合紧模熟化模架旋转至取件状态开锁、气垫下降断真空开模开模滑块、抽芯依次翻开顶块将产品顶出取件.切割闭模模浇注生产流程： 放置在前;其它过程相似二、发泡模结构及分类二、发泡模结构及分类 产品特点1、汽车内饰件发泡产品特点：、汽车内饰件发泡产品特点： 骨架塑料件、骨架塑料件、 发泡层发泡层PU)、表皮、表皮PVC；搪塑皮；搪塑皮 or 真空成型真空成型骨架表皮发泡层表皮厚度：搪塑皮，局部2mm；发泡层厚度：315mm；过薄填充困难、缺料，过厚那么塌缩或产品局部太软二、发泡模结构及分类二、发泡模结构及分类 产品特点22、产品特点要求：、产品特点要求： 骨架：足够的工艺

3、边用于密封骨架：足够的工艺边用于密封 充气密封条工艺边充气密封条工艺边 L20mm 一般密封条工艺边一般密封条工艺边L15mm 硬密封硬密封L5mm 有充气密封条过渡的凸圆角有充气密封条过渡的凸圆角R11；凹；凹R6 硬密封常用于闭模浇注硬密封常用于闭模浇注 充气密封条直径一般为充气密封条直径一般为10mm & 8mm 普通密封条可使用普通密封条可使用D6或矩形或矩形 硬密封一般两种形式，硬密封一般两种形式，a、骨架上增加凸筋，、骨架上增加凸筋， 与表皮过与表皮过 盈配合；盈配合；b、模具上增加凸台、模具上增加凸台 切割位置充气密封条L充气密封条放置位置，尽量较大圆弧过渡R二、发泡模结

4、构及分类二、发泡模结构及分类 表皮3、搪塑表皮产品要求： 凹圆角R3 原因：镍壳厚度一般在35mm，过小的内角 会导致电铸裂纹产生 凸圆角宽高比B:H0.7 (当B5mm，表皮边缘增加手撕线，可起到密封条作用，又能方便后续去除边料，防止水刀或机械切割；该密封方案是IP发泡产品设计趋势c、在模具环氧层上增加凸台，宽度5mm，与表皮过盈接触；该方案对模具精度和产品尺寸稳定性要求较高d、产品和表皮人工贴毛毡胶条或美纹纸，进行局部密封该方案一般用于补救措施，生产效率很低，浪费大。 a：骨架：骨架增加凸台增加凸台b：表皮增加手撕：表皮增加手撕线，与骨架直接过线，与骨架直接过盈密封盈密封d：局部贴毛毡条：

5、局部贴毛毡条二、发泡模结构及分类二、发泡模结构及分类 模架系统6、模架系统 依据模架驱动原理 a、液压模架； b、气动模架； c、电动模架； d、其它 a:液压模架，需液压站b:气动模架，适用小型发泡件，价格便宜，结构简单c:电动模架，效率高、清洁、空间紧凑；但价格高其它：a、采用通用的液压机床；b、采用齿轮齿条驱动目前使用专机较多，更能满足生产工艺要求二、发泡模结构及分类二、发泡模结构及分类 模架系统6、模架系统 发泡过程产生巨大压力：模架锁模方式 a、拉钩锁模； b、气垫锁模； 采用自锁式拉钩锁模，结构较复杂，可靠性不高，属早期的锁模方式；适用于中小型产品。要求模架及模具有较高的刚性和精度

6、拉钩锁模原理图气垫锁模，使用消防水管或商用橡皮气垫气垫锁模可靠性高，结构简单，适应性好，是目前发泡模架的主要锁模方式二、发泡模结构及分类二、发泡模结构及分类 恒温系统6、恒温系统 发泡模需要保证较恒定的温度，满足发泡工艺要求，特别在冬季，发泡模保证25以上温度，有利于发泡效率提高和工艺稳定性。 发泡模具各个子部件均需要适当的加热水管布局，水管间距120-150mm，尽量均布。 虽然发泡反响过程是放热过程，但初始反响需要的温度是其触发条件水管分布不均匀，且较稀松，导致模具升温慢，模腔温度不平衡，影响产品质量水管间距120-150mm，均布，非型腔位置也要有加热水管，保证热胀冷缩均匀，且升温效率高

7、。三、发泡模制造过程简述三、发泡模制造过程简述 制造流程主模型泡沫模型铝模翻砂工艺块封边浇注下模本体浇注滑块、镶块上模泡沫模型铝模翻砂装配调整与模架装配试模三、发泡模制造过程简述三、发泡模制造过程简述主模型主模型： 何为主模型？型腔5-8mm环氧层，依靠主模型和铸铝件之间形成的间隙浇注而成黑色线为充气密封条位置，加工时刻出线的痕迹，环氧浇注时，按造刻线位置粘贴硅胶条，环氧层即能形成放置充气密封条的凹槽主模型一般用硬度较高的椴木粘合拼接，再整体加工，对倒勾或脱模问题区域可制成镶块。一般情况，先浇注滑块和镶块；早期的工艺依靠手工，用玻璃钢纤维布在主模型上围个边界，用石蜡密封，再浇注；目前依靠CNC

8、加工工艺块，与铸铝件配合，石蜡或高粘环氧密封，浇注三、发泡模制造过程简述三、发泡模制造过程简述 铝模翻砂由于发泡模单件生产地性质，铸铝模型一般用聚苯乙烯泡沫制成白泡，泡沫密度越高越好。采用重力浇注等常规浇注方案，应将水管布局所占区域在泡沫上加工出来；常用水管为内径12mm，外径14mm不锈钢钢管，泡沫预留28mm凸起，能满足水管铸造空间完全被包裹3采用消失模铸造，水管弯折在泡沫模型上，并用泡沫碎末混合胶水包覆水管，该方法难度较高红色为环氧层翻砂制成件三、发泡模制造过程简述三、发泡模制造过程简述 铝模翻砂铸造技术提高：真空铸造技术的应用，能提高铸件的密度和强度，减少铸造缺陷铝模采用真空铸造是发泡

9、模制造的趋势真空铸造用沙箱塑料薄膜铺设树脂砂真空铸造过程描述：真空铸造过程描述：1、沙箱A底部加已混合粘结剂的树脂砂2、放入白泡模型，掩埋到分型位置3、沙箱A抽真空，使沙箱密实4、塑料膜加热软化，铺设到沙箱A上，与模型 真空紧附，并使砂固硬5、翻转沙箱A至沙箱B，加树脂砂，制型腔另一 侧；6、放置24小时，树脂砂固化，取出模型7、弯折铺设水管，并固定在型腔内8、抽真空，浇注具体过程三、发泡模制造过程简述三、发泡模制造过程简述 环氧浇注主模型准备铝体后处理清砂、去应力回火、喷砂、清理铝体机加工CNC加工：主要加工基准（除导向孔外，四边也按基准要求做加工）、外形、承压板、导向孔、滑块导轨座其他常规

10、机械加工和修整前期工作主模型组装按要求进行必要的组装（如承压板组件、导向组件、工艺条、镶块、辅助工艺壳）主模型表面光洁处理用细砂皮对浇注表面进行表面抛光主模型表面清洁处理用酒精对浇注表面进行彻底清洁表面涂脱模蜡在浇注表面涂抹脱模蜡之后用干净的布将涂抹处擦至光亮总装主模型在下，将铝体安装到主模型上；将滑块安装到本体上；浇口接入浇注管，排气口接入透明PU管等相关装配工作让空及填充缝隙用蜡片贴住让空部位用原子灰、石膏等填充缝隙目前的浇注流程：1、本体铝模型通过四导柱和导柱垫板与主模型紧固，缝隙用石膏填充，环氧浇注本体。本体上有镶块，纯铝镶块直接与主模型固定，环氧镶块先浇注镶块，在同本体铝模一体固定2

11、、滑块、斜顶装好导轨和顶杆导套，装配到已浇好的本体上，再浇注环氧。优点：保证顶滑块的精度。详细流程三、发泡模制造过程简述三、发泡模制造过程简述 发泡模装配上模一般为全铝翻砂件，骨架配合采用手工打磨下模滑块、顶块等驱动元件气缸)信号开关应便于调整，一般发泡模铸铝件在驱动元件位置均开调整孔。上模骨架定位一般使用真空吸盘和弹簧销固定；局部发泡为了精确可靠定位，采用滑块紧压方式四、搪塑模制造过程简述四、搪塑模制造过程简述 搪塑模制备过程简介三、发泡模制造过程简述三、发泡模制造过程简述 搪塑模制备主模型 & 表皮包覆主模型为高密度椴木，CNC偏置加工。PVC皮纹表皮为特制，用一整张包覆，包覆时用

12、电吹风软化表皮，表皮反面涂覆的胶水遇热和粘性增加，通过手工将表皮紧附在主模型上，无皮纹区域用美工刀切除要点：表皮不能过度拉伸，否那么影响皮纹纹路详细流程四、搪塑模制造过程简述四、搪塑模制造过程简述 搪塑模制备主模型 & 表皮包覆包覆好的主模型进行外形和尺寸检查四周缝隙用石蜡封闭，台阶用蜡片填充四、搪塑模制造过程简述四、搪塑模制造过程简述 搪塑模制备第一次硅胶模硅胶模胎架约10mm，没有倒勾，便于脱模流道塑 料 衬 板 间 隔350mm50*50方管焊接D25铁棒环 氧 固定环行流道厚25宽50凸台放置环行流道排气孔浇口30mm与包覆主模型密封面硅胶模示意图4-1在需要位置钻排气孔硅胶硅

13、胶浇注要点：1、浇注前将参加固化剂的硅胶置真空箱中抽气2、先用手将硅胶均匀涂覆在主模型上，并用压缩空气反复吹均匀，半干后再涂覆一层3、合硅胶模胎，边界封闭，缓慢浇注，注意增加排气孔4、静止24小时后，硅胶固化，脱出胎架，再剥离硅胶壳四、搪塑模制造过程简述四、搪塑模制造过程简述 搪塑模制备环氧主模型&修复将固化后的硅胶壳再紧固到胎架，再翻出环氧主模型。硅胶模环氧主模型环氧主模型进行修正，只要修整皮纹缺陷，缝隙等微观缺陷；确认完美无缺后才能投入后续使用。环氧主模型作为以后复制的母版，要长期精心保存四、搪塑模制造过程简述四、搪塑模制造过程简述 搪塑模制备二次硅胶模&电极模二次硅胶模二

14、次硅胶模电极环氧模通过前面相同的方法，制备出二次硅胶模和电极环氧模如果只做一副搪塑镍壳，用作试验模，直接用环氧主模型做电极即可。四、搪塑模制造过程简述四、搪塑模制造过程简述 搪塑模制备电极环氧模导电层涂覆工艺准备：在电极模外侧一圈铆钉固定一层薄金属铝片，对工艺准备：在电极模外侧一圈铆钉固定一层薄金属铝片，对需要电铸的环氧树脂外表进行敏化、粗化、化学镀银处理需要电铸的环氧树脂外表进行敏化、粗化、化学镀银处理具体工艺另见附页具体工艺另见附页“化学镀银，化学镀银完毕，对外化学镀银，化学镀银完毕，对外表反复用水冲洗，洗净外表残留的银粉。对金属片与镀银层表反复用水冲洗，洗净外表残留的银粉。对金属片与镀银

15、层之间进行良好接触处理。在模具四角安装直径约之间进行良好接触处理。在模具四角安装直径约20mm绝缘胶绝缘胶皮线。制一钢管焊接的吊框，模具放入吊框，绝缘固定，导皮线。制一钢管焊接的吊框，模具放入吊框，绝缘固定，导线从吊框四柱绕到框顶。线从吊框四柱绕到框顶。简易方法：简易方法： 电极模外表清洗干净，烘干后直接喷铜银粉。电极模外表清洗干净，烘干后直接喷铜银粉。这种做法本钱低廉，但导电层均匀性差，会造成后续电铸这种做法本钱低廉，但导电层均匀性差，会造成后续电铸局部电流密度不均，影响电铸件质量局部电流密度不均，影响电铸件质量四、搪塑模制造过程简述四、搪塑模制造过程简述 搪塑模制备镍壳电铸镍电铸液体系的配方为：氨基磺酸镍Ni(NH2SO3)2.4H2O 600g/l氯化镍NiCl2.6H2O 10g/l硼酸H3BO3 30g/l温度 20-70电流密度 90A/dm2电镀槽中两长侧排布包裹过滤绒布的阳极镍块，槽液循环流动缓慢，吊框禁止不动，对小的凹角死角和槽液循环流动差的地方，用小塑料管冲淋，这样保证槽液浓度分布均匀。 四、搪塑模制造过程简述四、搪塑模制造过程简述 搪塑模制备镍壳修正&与电极模剥离一般30天左右，将电极取出，此时镍壳厚度可到达3mm左右，用超声波测厚仪在镍壳上不同位置测量壁厚，并用油性记号笔记录偏差质，根据这些偏差值，超厚的地方用带式电动砂轮打磨，一般尖角处均