用快速原型制母模,澆注蠟、硅橡膠、環(huán)氧樹脂、聚氨酯等軟材料,可構(gòu)成軟模具。例如,金屬與環(huán)氧樹脂的混合材料在室溫下呈膠體狀,能在室溫下澆注和固化,因此特別適合用來(lái)復(fù)制模具。用這種合成材料制造的注射模,其模具使用壽命可達(dá)50~5000件。用室溫固化硅橡膠制作注射模時(shí),壽命一般僅為10~25件。采用硫化硅橡膠模作低熔點(diǎn)合鑄造時(shí),模具壽命一般為200~500件。
用快速原型制作母;蜍浤>吲c熔模鑄造、陶瓷型精密鑄造、電鑄、冷噴等傳統(tǒng)工藝結(jié)合,即可制成硬模具,能批量生產(chǎn)塑料件或金屬件。硬模具通常具有較好的機(jī)械加工性能,可進(jìn)行局部切削加工,以便獲得更高的精度,并可嵌入鑲塊、冷卻部件和燒道等。
(1)硅膠模具 以原型為原樣件,采用硫化的有機(jī)硅橡膠澆注,直接制造硅橡膠模具,并且由于硅橡膠具有倒拔模斜度以及具有深凹槽的零件來(lái)說,制作澆注完成均可直接取出,這是其相對(duì)于其他模具的獨(dú)特之處。其工藝過程為:制作原型,對(duì)原型表面處理,使其具有較好的表面粗糙度→固定放置原型、模框,在原型表面涂脫模劑→將硅橡膠混合體放置在抽真空裝置中,抽出其中的氣泡,澆注硅橡膠混合體得到硅橡膠模具→硅橡膠固化→沿分型面切開硅橡膠,取出原型,即可得到硅橡膠。如發(fā)現(xiàn)模具具有少數(shù)的缺陷,可用新調(diào)配的硅橡膠修補(bǔ)。
(2)樹脂型復(fù)合模具 這種方法是以液態(tài)的環(huán)氧樹脂與有機(jī)或無(wú)機(jī)的材料復(fù)合作為基體材料,并以原型為基準(zhǔn)澆鑄模具的一種制模方法。其工藝過程為:原型的制作及表面處理→設(shè)計(jì)制作模框→選擇和設(shè)計(jì)分型面→在原型表面刷脫模劑(包括分型面)→刷膠衣樹脂,目的是防止模具表面受摩擦、碰撞、大氣老化和介質(zhì)腐蝕等,使得模具在實(shí)際使用中安全、可靠→澆注凹模→當(dāng)凹模制造完成后,倒置,同樣需在原型表面及分型面上均勻涂脫模劑及膠衣樹脂→分開模具,在常溫下澆注的模具,一般1~2天基本固化定型,即能分模、取出原型、修模。
低于具有高耐熱性、高耐磨性的金屬樹脂來(lái)說,常溫固化的環(huán)氧樹脂常不能滿足要求,為此需先用高溫固化的環(huán)氧樹脂。這對(duì)于用光敏樹脂制作的原型來(lái)說,勢(shì)必帶來(lái)問題。因?yàn)槠湓?0~80℃開始軟化,為此需用一個(gè)過渡模芯。過渡模芯常用環(huán)氧樹脂、石膏、硅橡膠、聚氨酯等,以石膏和硅橡膠模芯較多。這種環(huán)氧樹脂模具制造技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、模具傳導(dǎo)率高、強(qiáng)度高及型面不加工的特點(diǎn),適宜于塑料折射模、薄板拉深模、吸塑膜和聚氨酯發(fā)泡成形模具。
(3)電弧噴涂模 以原型為樣模,將熔化金屬充分霧化后以一定的速度噴射到樣模表面,形成模具型腔表面,背襯充填復(fù)合材料,用填充鋁的環(huán)氧樹脂或硅橡膠支撐,將殼與原型分離,得到精密的模具,并加入澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等,連同摸架構(gòu)成注射模具。其特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、周期短;型腔及表面精細(xì)花紋一次同時(shí)形成;省去了傳統(tǒng)模具加工中的制圖、數(shù)控加工的熱處理等昂貴、費(fèi)時(shí)的工序,不需機(jī)加工;模具尺寸精度高,縮短了周期,節(jié)約了成本。
(4)化學(xué)黏結(jié)陶瓷澆注型腔模具 其工藝過程為:用快速原型系統(tǒng)制作母!鷿沧⒐柘鹉z、環(huán)氧樹脂、聚氨酯等軟材料,構(gòu)成軟!迫ツ改,在軟模中澆注化學(xué)黏結(jié)陶瓷(CBC,陶瓷基合成材料)型腔→在205℃下固化CBC型腔→型腔表面拋光→加入澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等→小批量生產(chǎn)用注射模。這種化學(xué)黏結(jié)陶瓷型腔的壽命約為300件。
(5)用陶瓷或石膏模澆注塑鋼或鐵型腔 其工藝過程為:用快速原型系統(tǒng)制作母!
澆注硅橡膠、環(huán)氧樹脂、聚氨酯等軟材料,構(gòu)成軟!迫ツ改!谲浤V袧沧⑻沾苫蚴嗄!鷿沧摶蜩F型腔→型腔表面拋光→加工澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等→批量生產(chǎn)用注射模。
陶瓷型鑄造的優(yōu)點(diǎn)在于工藝裝備簡(jiǎn)單,所得鑄型具有極好的復(fù)印性和較小的表面粗糙度以及較高的尺寸精度。它特別適合于零件的小批量生產(chǎn)、復(fù)雜形狀零件的整體成形制造、工模具制造以及男加工材料成形。
(6)熔模鑄造法制造鐵/鋼模
①僅制作單件鐵/鋼型腔的工藝過程為:用快速原型系統(tǒng)制造母!改S谔沾缮耙,形成模殼→在爐中固化模殼,燒去母模→在爐中預(yù)熱模殼→在模殼中澆注鋼或鐵型腔→
型腔表面拋光→加入澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等→批量生產(chǎn)用注射模。
②制造多件鐵/鋼型腔的工藝過程為:用快速原型系統(tǒng)制造母模→用金屬表面噴鍍,或鋁基合成材料,硅橡膠、環(huán)氧樹脂、聚氨酯澆注法,構(gòu)成蠟?zāi)さ某尚湍!诔尚文V,用熔化蠟澆注蠟(zāi)ぁM(jìn)蠟?zāi)び谔沾缮耙,形成模殼→在爐中固化模殼,熔化蠟?zāi)ぁ跔t中預(yù)熱模殼→在模殼總澆注鋼或鐵型腔→型腔表面拋光→加入澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等→批量生產(chǎn)用注射模。
它的優(yōu)點(diǎn)在于可以利用原型制造形狀非常復(fù)雜的零件。
(7)化學(xué)黏結(jié)鋼粉澆注型腔模 其工藝過程為:用快速原型系統(tǒng)制造紙質(zhì)母!鷿沧⒐柘鹉z、環(huán)氧樹脂、聚氨酯等軟材料,構(gòu)成軟!c母模分離→在軟模中澆注化學(xué)黏結(jié)鋼粉型腔,在爐中燒除型腔內(nèi)的粘結(jié)劑,澆注鋼粉→型腔滲銅→型腔表面拋光→加入澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等→批量生產(chǎn)用注射模。