快速制模技術(shù)的應(yīng)用一例

發(fā)布日期:2012-08-29    蘭生客服中心    瀏覽:3035

快速制模技術(shù)的應(yīng)用一例

一、引言

    隨著全球經(jīng)濟一體化的形成,制造業(yè)競爭十分激烈,如何縮短生產(chǎn)周期,降低成本就成了制造業(yè)追求的目標,因此必須提高產(chǎn)品開發(fā)的速度和制造技術(shù)應(yīng)用的靈活性。

    以快速原型方法為依托的快速模具制造技術(shù)(RT)就是適應(yīng)這種市場需求,能快捷、方便地制作工具和模具的一種新型技術(shù)。以快速成形技術(shù)為基礎(chǔ)的快速制模技術(shù),是20世紀80年代后期發(fā)展起來的新興技術(shù),是傳統(tǒng)的制模方法與快速成形技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。與傳統(tǒng)技術(shù)相比,快速制模技術(shù)從產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計到原型件模型的制作,直到產(chǎn)品模具的制造、產(chǎn)品的生產(chǎn)都顯示出了無比的優(yōu)越性。從古代的手工制作到后來的CAD畫圖,再到現(xiàn)在的RT,它的發(fā)展也就形成了一個綜合的制造系統(tǒng)。圖1就是制造系統(tǒng)中RT的發(fā)展和制造工藝流程圖。

二、車燈殼的硅膠制模

    基于快速原型技術(shù)的快速制模技術(shù)分為直接模具快速制造和間接模具快速制造兩種,而間接快速模具制造又分為軟質(zhì)模具制造和硬質(zhì)模具制造。真空澆鑄技術(shù)是快速原型/快速制模技術(shù)領(lǐng)域中較新的技術(shù),常用于軟質(zhì)模具制造。下面就介紹用真空澆鑄技術(shù)來制造車燈殼硅膠模的過程。

    1. 試驗設(shè)備

    所用設(shè)備包括MK-Mini真空澆鑄機、太陽能電子天平、靜音空壓機、脫模工具和耗材。模具制作材料用硅膠T2和硬化劑(一般按10:1的比例配制)。

    2. 硅膠模的制作過程

    (1)原型表面處理

    用一般的快速原型成形方法制作的車燈原型件,其疊層斷面之間一般常存在縫隙或凹凸不平的臺階紋,通常需要進行防滲處理、強化處理以提高原型的抗?jié)裥、抗熱性和尺寸穩(wěn)定性。同時,要對原型表面進行清潔以提高表面的光滑程度,只有原型表面足夠光滑,才能保證制作的硅膠模型腔的光潔度,進而確保翻制的產(chǎn)品具有較高的表面質(zhì)量和便于從硅膠模中取出。


圖1 RT的發(fā)展和制造工藝流程圖

    (2)硅膠和固化劑計量,混合并抽真空

    首先依據(jù)原型件(車燈殼)的尺寸和形狀估計原型件的體積,再計算出型箱的體積,兩者相減即得所需硅膠的體積。根據(jù)硅膠的密度計算硅膠的重量和硬化劑的重量(兩者比例約為10:1),然后混合并放入MK-Mini真空澆鑄機里抽真空,這主要是除去膠料攪拌時混入的空氣及部分反應(yīng)產(chǎn)物。在這個過程中需要注意的是依據(jù)估計的原型件體積來稱取硅膠時要適量,型箱體積取得過小,可以降低硅膠的用量節(jié)省制模成本,但是會影響硅膠的使用效果且不利于硅膠模的澆注,從而使制作的模具存在缺陷;體積取得過大,既浪費硅膠增加成本也增加了從硅膠模中取出產(chǎn)品的難度。

    (3)選取分離面、貼膠紙并制作澆口

    采用真空澆注技術(shù)原則上不管多復(fù)雜的零件,包括凸、側(cè)凹零件,都能成形,關(guān)鍵的問題是要正確、精確地確定分離面的位置,因為它直接影響著澆注產(chǎn)品能否順利脫模以及產(chǎn)品澆注質(zhì)量的好壞。澆注口的定位應(yīng)該使得樹脂到達型箱各個邊緣的路徑長短相同,這樣有利于澆注,甚至有可能省掉澆冒口。

    澆注口通道位置的固定件最好用光滑的圓桿,通常使用硅膠棒。對于該車燈殼選取下表面為分離面,并在分離面上貼上膠紙,然后用硅膠棒制作澆口。澆口位置只能選取端面位置,不能選上下表面,因為這樣會影響車燈的表面光潔度和光學(xué)性能,從而影響質(zhì)量。

    (4)硅膠澆注再抽真空固化并烘干

    把排氣過的硅膠小心地從側(cè)面倒入型箱,硅膠沿著一側(cè)的箱壁進入型箱,直到原型件全部沒入硅膠內(nèi)。把型箱放入 MK-Mini系統(tǒng)中,再次進行抽真空,目的主要是脫去在澆注時因吸附或受堵面殘存在膠料中的氣泡。這些氣泡對模具質(zhì)量有極大的影響,脫除不徹底會在模具表面產(chǎn)生氣孔等缺陷。對此排氣進行的時間大約50分鐘,將硅膠從真空室里取出放烤箱中烘干,對硅膠進行加速硬化。

    (5)脫模

    在硅膠硬化后,模具就可打開了。在打開之前通過澆注口通入壓縮空氣,使得模具與原型件分開,便于下一步脫模。

    首先用筆在分離面畫出波浪線的分割線,再用小刀按波浪線切開硅膠模。由于硅膠的透明性,小刀切割的過程可以很清楚地看到。這里要注意小刀在盡可能地對著分離面,以防切開的截面與分離面離得太遠。為防止?jié)沧r模具的錯位,切割模具時,切口應(yīng)切成鋸齒狀。然后利用脫模工具將原型件取出后,將硅膠上殘留的膠帶和硅膠屑去掉,從而車燈的硅膠模具就制作出來了。

    利用這個模具就可以制作出許多色樣但形狀相同的車燈殼產(chǎn)品了。在實驗中制作的硅膠模具圖樣如圖2所示。


圖2 真空澆鑄技術(shù)制作的硅膠模具

    3. 產(chǎn)品的制作

    把制作好的兩半硅膠膜具蓋上并用釘針固定。先抽真空然后再放入真空澆注機中,使?jié)沧⒖趯事┒纷,把產(chǎn)品材料放入Mini澆注機的杯中,起動機器。通過澆道澆注,完后取出模具進行烘干,待固化后,再取出模具開模,這樣產(chǎn)品就被制造出來了。產(chǎn)品可以根據(jù)需要選擇不同的顏色,產(chǎn)品的原型件和復(fù)制件如圖3所示。從實驗中可知,采用這種快速制模技術(shù)制作的產(chǎn)品無論是在質(zhì)量、式樣、還是表面精度,與原型件相比都好不遜色,完全能滿足快速生產(chǎn)的要求。


圖3 車燈原型件和通過真空澆注技術(shù)制造的產(chǎn)品

三、結(jié)束語

    由實際工程制造可知,采用快速制模技術(shù),產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)快、成本低,適合柔性生產(chǎn),產(chǎn)品制造靈活?焖僭秃涂焖僦颇<夹g(shù)相比,快速制模優(yōu)點更多。利用此工藝可以制作多個樣件,很適合于實行單個生產(chǎn)或小批量生產(chǎn),能適應(yīng)市場的多方面需求,而且在精度和壽命均能滿足特定的功能需要。與傳統(tǒng)方法相比,用RT方法可節(jié)約近1/2的時間,而且工藝簡單、易于推廣。



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