在汽車、家電制造業(yè)中,模具成形零件占到了制造工時的50%~70%。模具制造是制約我國汽車、家電、輕工等行業(yè)發(fā)展的瓶頸和關(guān)鍵,隨著快速成型軟硬件設(shè)備與快速成型材料的不斷發(fā)展和完善,快速原型件的強度和精度得到不斷的提高,快速成型技術(shù)已經(jīng)逐漸地深入到快速模具制造領(lǐng)域,基于快速成型方法制造各類簡易經(jīng)濟快速模具已成為RP&M應(yīng)用的熱點問題。
一、模具快速制造
雖然快速成形技術(shù)問世時間不長,但由于它對制造業(yè)帶來的巨大效益使得這一技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛,特別是給模具的設(shè)計與制造帶來了一次飛躍??焖僭图夹g(shù)可精確制作模具的型心和型腔,也可直接用于注射過程制作塑料樣件,以便發(fā)現(xiàn)和糾正出現(xiàn)的錯誤。由于快速原型制造這一新技術(shù)的應(yīng)用,使模具的設(shè)計與制造逐步趨向于數(shù)字化、快速化,使模具制造在縮短周期,降低成本的進程中,大大前進了一步。
快速制模技術(shù)大都是依據(jù)快速成型制作的實體模型即樣模(母模)采用拷貝方式(如金屬噴涂、電鍍、復(fù)合材料澆注、精鑄等)來快速制造模具主要工作零件(凸、凹?;蚰G?、模芯)的,其制造周期一般為傳統(tǒng)的數(shù)控切削方法的1/5~1/10,而成本卻僅為其1/3~1/5。
根據(jù)模具材料、生產(chǎn)成本、RP原型的材料、生產(chǎn)批量、模具的精度要求已開發(fā)出多種多樣的工藝方法。目前的快速制模方法大致有間接制模法和直接制模法,基于RP快速制造模具的方法多為間接制模法。依據(jù)材質(zhì)不同,間接制模法生產(chǎn)出來的模具有軟模、橋模和硬模。軟模(softtooling)通常指的是硅橡膠模具。用SLA、FDM、LOM或SLS等技術(shù)制作的原型,再翻成硅橡膠模具后,向模中灌注雙組份的聚氨酯,固化后即得到所需的零件。橋模(bridgetooling)通常指的是可直接進行注塑生產(chǎn)的環(huán)氧樹脂模具。采用環(huán)氧樹脂模具與傳統(tǒng)注塑模具相比,成本只有傳統(tǒng)方法的幾分之一,生產(chǎn)周期也大大減少。模具壽命不及鋼模,但比硅膠模高,可達1000~5000件,可滿足中小批量生產(chǎn)的需要。硬模(hardtooling)通常指的就是鋼質(zhì)模具,即用間接方式制造金屬模具和用快速成形直接加工金屬模具。
快速制模技術(shù)制模周期短、工藝簡單、易于推廣、制模成本低、精度和壽命能滿足某種特定的功能需要,綜合經(jīng)濟效益良好,是一種快捷、方便、實用的模具制造技術(shù),特別適用于新產(chǎn)品開發(fā)試制、工藝驗證和功能驗證以及多品種小批量生產(chǎn)。
企業(yè)間的競爭日益加劇,產(chǎn)品開發(fā)周期要求越來越短,為快速制模技術(shù)提供了發(fā)展機遇和發(fā)展空間。隨著工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展,快速制模技術(shù)越來越受到產(chǎn)品開發(fā)商和模具界廣泛重視,對其研究正方興未艾,新的技術(shù)成果不斷涌現(xiàn),呈現(xiàn)出生機勃勃的發(fā)展趨勢,有著強大的生命力。