购买

¥ 39.9

加入VIP
  • 专属下载特权
  • 现金文档折扣购买
  • VIP免费专区
  • 千万文档免费下载

上传资料

关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 快速成型与快速模具制造技术及其应用第八章 基于快速原型的软模快速制造技术

快速成型与快速模具制造技术及其应用第八章 基于快速原型的软模快速制造技术.ppt

快速成型与快速模具制造技术及其应用第八章 基于快速原型的软模快…

孟子73代
2019-01-12 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《快速成型与快速模具制造技术及其应用第八章 基于快速原型的软模快速制造技术ppt》,可适用于高等教育领域

快速原型由于其制造方法要求的使用材料的限制并不能够完全替代最终的产品。因此在新产品功能检验、投放市场试运行获得用户使用后的反馈信息以及小批量生产等方面仍需要由实际材料制造的产品。因此利用快速原型作母模来翻制模具并生产实际材料的产品便产生了基于快速原型的快速模具制造技术(RapidToolingmdashRT)。RT技术突出的特点就是其显著的经济效益与传统的数控加工模具方法相比周期和费用都降低~左右如表所示。近年来工业界对RT的研究开发投入了日益增多的人力和资金RT的收益由此也获得了巨大增长。据SME统计近年来RT服务的收益年增长率均高于RP系统销售。第八章基于快速原型的软模快速制造技术第八章基于快速原型的软模快速制造技术硅橡胶模具快速制造技术电弧喷涂快速模具制造技术快速模具的分类及基本工艺流程环氧树脂模具快速制造技术纤维增强聚合物压制模第八章基于快速原型的软模快速制造技术第一节快速模具的分类及基本工艺流程基于RP的快速模具制造方法一般分为直接法和间接法两大类。直接制模法是直接采用RP技术制作模具在RP技术诸方法中能够直接制作金属模具的是选择性激光烧结法(SLS法)。用这种方法制造的钢铜合金注射模寿命可达万件以上。但此法在烧结过程中材料发生较大收缩且不易控制故难以快速得到高精度的模具。目前基于RP快速制造模具的方法多为间接制模法。间接制模法指利用RP原型间接地翻制模具。依据材质不同间接制模法生产出来的模具一般分为软质模具(SoftTooling)和硬质模具(HardTooling)两大类。软质模具因其所使用的软质材料(如硅橡胶、环氧树脂等)有别于传统的钢质材料而得名由于其制造成本低和制作周期短因而在新产品开发过程中作为产品功能检测和投入市场试运行以及国防、航空等领域单件、小批量产品的生产方面受到高度重视尤其适合于批量小、品种多、改型快的现代制造模式。目前提出的软质模具制造方法主要有硅橡胶浇注法、金属喷涂法、树脂浇注法等。软质模具生产制品的数量一般为~件对于上万件乃至几十万件的产品仍然需要传统的钢质模具硬质模具指的就是钢质模具利用RP原型制作钢质模具的主要方法有熔模铸造法、电火花加工法、陶瓷型精密铸造法等。第一节快速模具的分类及基本工艺流程图基于RP的快速模具方法的分类及应用第一节快速模具的分类及基本工艺流程图基于RP原型的一次转换浇注法制模工艺流程第一节快速模具的分类及基本工艺流程硅橡胶模具快速制造技术电弧喷涂快速模具制造技术快速模具的分类及基本工艺流程环氧树脂模具快速制造技术纤维增强聚合物压制模第八章基于快速原型的软模快速制造技术第二节硅橡胶模具快速制造技术硅橡胶模具制造工艺是一种比较普及的快速模具制造方法。由于硅橡胶模具具有良好的柔性和弹性能够制作结构复杂、花纹精细、无拔模斜度甚至具有倒拔模斜度以及具有深凹槽类的零件制作周期短制件质量高因而备受关注。由于零件的形状尺寸不同对硅橡胶模具的强度大小要求也不一样因而制模方法也有所不同。目前制模用硅橡胶为双组分液体硅橡胶分为缩合型和加成型两类。缩合型模具硅橡胶的主要组分包括:端基和部分侧基为羟基的聚硅氧烷(生胶)、填料、交联剂和硫化促进剂。加成型模具硅橡胶的主要组分包括:端基和部分侧基为乙烯基的聚硅氧烷(生胶)、含氢硅油(交联剂)、铂触媒(催化剂)、白炭黑(填料)。这两种模具硅橡胶材料已在国内外许多行业获得了广泛应用。一般来说缩合型模具硅橡胶的抗剪强度较低在模具制造过程中易被撕破因此很难适用于那些花纹深、形状复杂的模具。在用缩合型模具胶制造厚模具的过程中由于缩合交联过程中产生的乙醇等低分子物质难于完全排出致使模具在受热时硅橡胶降解老化而显著影响其使用寿命同时由于乙醇等低分子物质的排出致使硫化胶的体积收缩从而造成模具的尺寸小于相应的原型尺寸。因此缩合型模具硅橡胶大多用作塑料与人造革生产中的高频压花模具或用于一些尺寸要求不精密的工艺品制造。加成型模具硅橡胶由于采用加成硫化体系硫化时不产生低分子化合物因而具有极低的线收缩率胶料可以深部固化而且物理性能、力学性能和耐热老化性能优异成为了模具胶中正在大力发展的品种。加成型模具硅橡胶适用于制造精密模具和铸造模具而且模具制造工艺简单不损伤原型仿真性好。第二节硅橡胶模具快速制造技术模具简单易行无需特殊的技术及设备只需数小时在室温下即可制成。硅橡胶模具能经受重复使用和粗劣操作能保持制件原型和批量生产产品的精密公差并能直接加工出形状复杂的零件免去铣削和打磨加工等工序而且脱模十分容易大大缩短产品的试制周期同时模具修改也很方便。此外由于硅橡胶模具具有很好的弹性对凸凹部分浇注成型后也可直接取出这是它的独特之处。硅橡胶的这些优点使它成为制模材料的佼佼者一部分已进入机械制造领域并与金属模具相竞争。目前用硅橡胶制造的弹性模具已用于代替金属模具生产蜡模、石膏模、陶瓷模、塑料件乃至低熔点合金如铅、锌以及铝合金零件并在轻工、塑料、食品和仿古青铜器等行业的应用不断扩大对产品的更新换代起到不可估量的作用。利用硅橡胶制造模具可以更好的发挥RPM技术的优势。硅橡胶模具的特点第二节硅橡胶模具快速制造技术 由于RP技术生产出来的原型材料与硅橡胶不发生反应制造过程中没有经过变形也不会产生褶皱能够生产出与精密塑料件一样的表面质量。利用RP原型制作硅胶模具的工艺流程为:图硅橡胶软模快速制作工艺流程()原型表面处理RP法制作的原型在其叠层断面之间一般存在台阶纹或缝隙需进行打磨和防渗与强化处理等以提高原型的表面光滑程度和抗湿性与抗热性等。只有原型表面足够光滑才能保证制作的硅胶模型腔的光洁度进而确保翻制的产品具有较高的表面质量和便于从硅胶模中取出。基于快速原型的硅橡胶模具制作工艺第二节硅橡胶模具快速制造技术()制作型框和固定原型依据原型的几何尺寸硅胶模使用要求设计浇注型框的形状和尺寸型框的尺寸应适中。在固定原型之前需确定分型面和浇口的位置。分型面和浇口位置的确定是十分重要的它直接影响着浇注产品能否顺利脱模和产品浇注质量的好坏。当分型面和浇道选定并处理完毕后便将原型固定于型框中如图(a)所示。图(a)固定原型于型框()硅橡胶计量、混合并真空脱泡硅橡胶用量应根据所制作的型框尺寸和硅橡胶的比重准确计量。将计量好的硅橡胶添入适当比例的硬化剂搅拌均匀后进行真空脱泡。脱泡时间应根据达到的真空度来掌握。第二节硅橡胶模具快速制造技术()硅橡胶浇注及固化硅橡胶混合体真空脱泡后浇注到已固定好原型的型框中如图(b)所示。在浇注过程中应掌握一定的技巧。硅橡胶浇注后为确保型腔充填完好再次进行真空脱泡如图(c)所示。脱泡的目的是抽出浇注过程中掺入硅胶中的气体和封闭于原型空腔中的气体此次脱泡的时间应比浇注前的脱泡时间适当加长具体时间应根据所选用的硅橡胶材料的可操作时间和原型大小而定。脱泡后硅胶模可自行硬化或加温硬化。加温硬化可缩短硬化时间。图(b)硅橡胶浇注图(c)真空脱泡第二节硅橡胶模具快速制造技术()拆除型框、刀剖开模并取出原型当硅胶模硬化后即可将型框拆除并去掉浇道棒等如图(d)所示。参照原型分型面的标记进行刀剖开模(如图(e))将原型取出并对硅胶模的型腔进行必要清理便可利用所制作的硅橡胶模具在真空状态下进行树脂或塑料产品的制造如图(f)所示。图基于RP原型的硅橡胶快速模具制作工艺示意图(d)(e)(f)第二节硅橡胶模具快速制造技术在翻制硅橡胶模具时硅橡胶模具的成本、寿命及尺寸精度是硅胶模制作过程中需重点考虑的因素。、型框尺寸较小可以节省硅橡胶的用量降低硅橡胶制模成本但不利于硅橡胶的浇注尺寸较大既浪费硅橡胶又降低了硅胶模的柔性增加了从硅胶模中取出产品的难度。为使硅胶模大小适中在搭建硅胶模型框的时候通常使型框四壁、底面距RP模型边缘mm侧面挡板高度为RP模型的高度h(mm)再加上mm留出mm的高度以保证脱泡时硅胶不能溢出如图所示:硅胶模制作的若干问题第二节硅橡胶模具快速制造技术、为了脱模方便应合理选取分型面。分型面通常选取投影面积最大的面。但是由于硅橡胶材料具有较高的弹性在开模时可以进行较粗劣的操作因此有一些特殊结构如侧面的小凸起等在选取分型面时可以不予考虑。另外对原型中的封闭通孔或不封闭的开口为便于个半模在剖切过程中容易分离应将其部位采用透明胶等封贴。图硅橡胶模型框示意图a)俯视图b)侧视图第二节硅橡胶模具快速制造技术图较高薄壁件分型面选取示意图、对于较高的薄壁件如果壁厚尺寸要求精确在选择分型面时要注意将薄壁整体置于同一半模中以减小因合模或模具捆绑时引起薄壁型腔的变形而导致壁厚尺寸误差。较高薄壁件分型面的选定如图所示。a)中分型面位置选取比较合理使较高薄壁处的型腔位于上模。如果分型面的位置选为b)所示的位置使得薄壁处的型腔由上下模形成这种情况下进行合模如果上下模位置放偏则较高薄壁处的壁厚尺寸精度将难以保证。a)正确的分型面位置b)不适当的分型面位置第二节硅橡胶模具快速制造技术、型框一般做成长方形或正方形但是对于一些特殊结构的零件为了节省硅胶降低成本可按其形状搭建型框如下图所示其中a)是水平方向示意图b)是高度方向示意图。图按形状制作型框示意图a)水平方向b)高度方向第二节硅橡胶模具快速制造技术、对于存在大面积平面形状的原型当贴好分型面后应合理选定浇道的位置及方向。对于单一浇道来说如果在结构许可的情况下浇道位置应选在原型的重心附近。浇道的方位应注意避免使大面积平面形状置于型腔的最高位置否则该较大面积平面最后充型时会因存在少量气泡无法排出而导致该平面处存在较多气孔。图a)为正确的浇道摆放方式。若将浇道设置为图b)所示的方位在填充最后阶段剩余气体被围困在产品较大面积的上表面处无法流动而最终在产品表面形成气孔影响产品表面质量。图较大面积平面浇道设置示意图a)正确的设置b)不正确的设置第二节硅橡胶模具快速制造技术、在刀剖开模的时候手术刀的行走路线是刀尖走直线刀尾走曲线使硅胶模的分模面形状不规则这样可以确保上下模合模时准确定位避免因合模错位引起的误差如图所示。图硅橡胶模具的不规则分型面第二节硅橡胶模具快速制造技术在硅橡胶模具实际制造应用中对于有些特殊特征结构的制件的硅橡胶模具制作存在着较大的材料浪费如图所示。如果图示中浪费的硅橡胶材料部分用成本低廉的材料替代会显著降低硅橡胶模具制作的成本。这里以石膏替代材料为例介绍一种经济型硅橡胶模具制作工艺方法。经济型硅胶模制作的一种工艺方法第二节硅橡胶模具快速制造技术图硅橡胶纸膜结构硅橡胶材料的成本较高占据着硅橡胶模具制作小批量样件的大部分成本尤其是尺寸较大单件制品的制作。为此人们一直在努力研究在该类技术方法中如何能够节省硅橡胶材料的用量而同样也能够制作出满足要求的样件来。.适于经济型硅橡胶模具的母模原型结构特征  并不是所有需要翻模复制的零件形状都适合于上述提出的经济型硅橡胶模具制造方法。从经济性和效率两方面考虑以下几种类型的零件比较合适:()局部具有较大空腔的零件如图所示。空腔内部尺寸较大如全部用硅橡胶填充必然造成较大浪费。采用经济型方法先在空腔内面贴一定厚度的橡皮泥再向空腔内倒入石膏待石膏凝固后设法除掉橡皮泥向留出的空隙内注入硅橡胶实现材料节省。  图局部具有较大空腔的零件第二节硅橡胶模具快速制造技术()沿某一方向不同位置截面的尺寸差异较大的零件。具有该形状特征的零件可分为以下两类:  图具有台阶特征的零件  )具有台阶特征及类似结构的零件如图所示零件如台阶之下部分的模具全部用硅橡胶填充也会造成较大浪费。可采用经济型方法将台阶周围起支撑作用的硅橡胶用石膏代替。  )具有拐角类特征的零件。根据研究拐角内侧可将多余的硅橡胶以石膏替代如图所示。图具有拐角特征的零件第二节硅橡胶模具快速制造技术图(a)安放原型.经济型硅橡胶模具制作工艺流程  通过与石膏混合制作经济型硅橡胶模具工艺方法的流程为:原型或样件mdash分型处理mdash贴粘土或橡皮泥―配石膏浆―石膏造型―去粘土―浇注硅橡胶―修型―试制产品。具体的工艺过程如下:安放原型贴粘土对原型进行必要的清理和处理后放置到平板上固定好制作并固定模框使原型周围距模框的距离均匀在模框平板内表面上涂刷脱模剂后在原型表面贴橡皮泥如图(a)所示。第二节硅橡胶模具快速制造技术浇石膏背衬在原型表面贴粘土或橡皮泥然后将配好的石膏浆浇注到模框中等待石膏浆固化如图(b)所示。图(b)浇石膏背衬去除橡皮泥石膏浆固化后去掉橡皮泥层清理型腔如图(c)所示。粘在原型上的橡皮泥要清洗干净以免影响模具的表面质量。图(c)去除橡皮泥第二节硅橡胶模具快速制造技术④硅橡胶浇注根据去掉的粘土层的体积计算所需调配的硅橡胶体积再加上一定的损耗系数进行硅橡胶的调配。调配均匀后放入抽真空装置中排除硅橡胶混合体中的气泡。脱泡后进行硅橡胶浇注如图(d)所示。图(d)浇注硅橡胶⑤取出原型待浇注好的硅橡胶模具在室温下固化或加热固化后取出原型如图(e)所示。图(e)取出原型并修型第二节硅橡胶模具快速制造技术 对于批量不大的注塑件生产可以采用RP原型快速翻制的硅橡胶模具通过树脂材料的真空注型来实现这样能够显著缩短产品的制造时间降低成本提高效率。对于没有细筋、小孔的一般零件采用硅橡胶模具浇注树脂件可制作制品达到件以上。采用硅橡胶模具进行树脂材料真空注型的工艺流程为:图注型产品快速制作工艺流程硅橡胶模具的应用第二节硅橡胶模具快速制造技术、清理硅胶模预热模具为了保证注型件充填完全需要在上模中离浇口较远的和型腔较高处设置一系列的排气孔。在进行树脂件浇注之前应进行必要的清理工作例如清除沟槽内的残留物检查排气孔是否堵塞等。清理工作完成以后将硅胶模具放入温箱中进行预热。、喷洒离型剂组合硅胶模具为了便于注型件从模具中取出需要在模具型腔表面喷洒离型剂特别要注意喷洒深沟槽、深孔等难以脱模处。喷洒完离型剂后就可以将硅胶模组合起来。不过对于透明材料的制件不宜喷洒离型剂。、计量树脂树脂的重量通常根据原型的重量进行估算并根据浇注过程中材料的盈余进行调整。初次浇注时一般由原型的重量乘上一定的系数来初定所需浇注树脂的重量。再根据规定的树脂和硬化剂的配比即可算出所需树脂和硬化剂各自的重量。第二节硅橡胶模具快速制造技术、脱泡混合真空注型为了提高注件的致密程度和充填能力需要将注塑环境抽真空一方面除去树脂和硬化剂中溶解的空气另一方面也抽去模具型腔中的空气。抽真空的时间根据注型件的大小和具体情况有所不同以是否达到真空度为准。抽完真空后将树脂和硬化剂混合搅拌然后浇注到模具型腔中。、温室硬化取出制件将浇注完的模具从真空机中取出放入恒温箱中进行硬化硬化时间根据件的大小和树脂类型的不同而不同。待树脂制品在指定的温度和时间条件下完成固化后便可以将制品开模取出。、制件后处理工件制好以后还需要进行必要的后处理工作才能交付使用如除去浇道打磨抛光喷漆等。第二节硅橡胶模具快速制造技术 图硅橡胶模具真空浇注制作的树脂产品硅橡胶模具快速制造技术电弧喷涂快速模具制造技术快速模具的分类及基本工艺流程环氧树脂模具快速制造技术纤维增强聚合物压制模第八章基于快速原型的软模快速制造技术第三节电弧喷涂快速模具制造技术 电弧喷涂制模的思想起源于世纪年代提出的净形热喷涂成形(Netshapethermalsprayforming)基本工艺过程是将熔化的金属雾化高速喷射沉积于基体上所获制件的形状与基体相对应是一种集材料制备与成形于一体的制造方法。电弧喷涂制造模具的最初构想就是在塑料制品原型或木材、蜡、石膏等模型上喷涂一定厚度的金属涂层然后把涂层从基体上取下来这就得到了可以复制原模型的模具型腔。电弧喷涂制模技术很早就被提出但在实际中并没有得到应用这是因为此技术中存在很多技术难点。电弧喷涂制模是一种典型的快速制模技术具有制模工艺简单、制作周期短、模具成本低等显著特点特别适用于小批量、多品种的生产使用尤其在当前市场竞争的情况下电弧喷涂制模技术为产品的更新换代提供了一个全新的制模方法和捷径。此技术必将越来越受到人们的重视和应用。 电弧喷涂是将两根待喷金属丝作为自耗性电极利用两根金属丝端部短路产生的电弧使丝材熔化用压缩气体把已熔化的金属雾化成微滴并使其加速以很高的速度沉积到基体表面形成涂层。以这种金属涂层作为模具的型腔表面背衬加固并设置相应的钢结构后就形成了简易的快速经济模具。下图为基于RP原型的电弧喷涂制模工艺流程。三维CAD模型STL文件RP原型后处理硅胶模过渡基模喷涂背衬后处理钢结构安装调试图电弧喷涂快速制模工艺流程图电弧喷涂快速制模工艺电弧喷涂制模工艺流程第三节电弧喷涂快速模具制造技术、模型准备模型可由许多材料制成包括木材、塑料、石膏、橡胶等。模型准备中最重要的是涂抹脱模剂。脱模剂在制模中的作用有两个:首先它对喷涂到基体上的金属颗粒有粘结作用否则金属颗粒将不能牢固地吸附在模具表面而易脱落其次防止金属涂层对模型的过热烧损、变形、粘附起到隔热、脱模的作用。将脱模剂均匀地涂在模型表面并使其干燥成膜。、在模型上喷涂金属待脱模剂干燥以后在最佳的喷涂参数情况下可以开始在模型上喷涂金属喷涂时应保证使喷枪连续运动防止涂层过热变形涂层厚度一般可控制在~mm。、制作模具框架如果模具在工作中要受到内压力或模具必须安装在成型机上工作模具必须有骨架结构且制成的骨架应带有填料。模具框架制作应注意两个问题:第一使模具框架材料与涂层材料以及填料的热膨胀性能相匹配第二框架的外形尺寸及注射口的选择要根据具体的注塑机型号而定。 电弧喷涂制模的工序大致可分为如下五个步骤:第三节电弧喷涂快速模具制造技术、浇注模具的填充材料由于在塑料制品生产中要求模具有良好的导热、散热能力因此在选择浇注填充材料时应使填充材料具有较高的热导率和较低的凝固收缩率同时模具在一定的温度和压力下工作所以要求填充材料应具有较高的护压强度和耐磨性能。一般选择的填充材料为环氧树脂与铝粉、铝颗粒等金属粉末的混合物。环氧树脂使浇注材料与喷涂壳体、模具框架有很高的结合强度有色金属粉末可以提高模具的导热性能为提高模具的抗磨损性能可在填料中加入铁粉另外在浇注填充材料时可安放冷却管加强模具的散热性能。、脱模、后序加工处理如果在模型准备阶段做得比较合适脱模不会很困难。脱模后要把残余在金属涂层表面的脱模剂清洗干净。然后再根据不同的需要可以对模具进行抛光等后期制作。第三节电弧喷涂快速模具制造技术先把模型按上、下模分型面准确地放置在底板上并用毛刷在模型表面均匀地涂一层脱模剂(如图a所示)待脱模剂成膜后在模型表面开始喷涂金属一直达到所需的涂层厚度为止(如图b所示)把准备好的金属框架放好框架与底板之间必须密封这样在倒入填料时才不会泄漏然后浇注填充材料(如图中c所示)待浇注液固化后将半模倒转移去底板和可塑性材料(如图d所示)重复a)、b)、c)、d)便可制作另一半模具(如图e、f、g所示)。图电弧喷涂制模工艺流程图电弧喷涂制模工序的流程图第三节电弧喷涂快速模具制造技术()电弧喷涂设备电弧喷涂工作系统一般由喷涂电源、送丝机构、喷枪和压缩气体等系统组成。电弧喷涂所用的全套设备如图所示。电弧喷涂设备及材料图电弧喷涂设备系统简图第三节电弧喷涂快速模具制造技术设备的最高喷涂生产率因不同材料而异具体如下:    锌丝:Kgh     铝丝:Kgh    铝青铜丝:Kgh     各种钢丝:Kgh    巴式合金丝:Kgh北京新迪表面技术工程公司生产的CMD-AS电弧喷涂设备系列在使用同一电源的基础上更换喷枪和送丝机构不仅能喷涂mm丝材也能喷涂mm丝材。 沈阳工业大学生产的XDP型电弧喷涂设备工作稳定可靠使用维护方便能胜任繁重的喷涂工作。其基本参数为:电源电压:V额定输入容量:KVA额定电流:A压缩空气使用压力:MPa压缩空气消耗量:~mmin送丝速度:~mmin第三节电弧喷涂快速模具制造技术()电弧喷涂材料用于电弧喷涂制模的材料在满足低熔点、低收缩率的情况下应尽可能具有较好的机械性能和较致密的涂层组织。选择电弧喷涂材料时既要考虑所得到的涂层具有足够高的硬度良好的抗压、抗弯等机械性能可以在实际中应用又要兼顾涂层材料的熔点不要太高。高性能、高熔点材料(Fe、Cu等)喷涂时的弊端:喷涂过程中由于热收缩的作用金属涂层与模型界面之间存在很大的剪应力。较大的剪应力一方面使模型容易发生塑性变形影响电弧喷涂模具的精度另一方面削弱金属涂层与模型表面的剪切强度使金属涂层剥落再一方面采用高熔点材料容易烧损模型表面影响模具表面粗糙度。第三节电弧喷涂快速模具制造技术 通过对涂层的显微组织分析和对涂层的硬度、抗拉、抗弯强度等机械性能的测试Al、Zn基丝材较适于作为喷涂材料。Al、Zn基丝材熔点比较低喷涂时涂层温度不高因而不会烧损塑料基体另外Al、Zn基金属涂层韧性较好喷涂过程中由于热收缩产生的内应力通过蠕变及产生微裂纹释放以及模型表面回复收缩抵消收缩应力大部分得以消除特别是Zn涂层内应力基本消除。同时模型的收缩会使涂层微裂纹闭合从而涂层不易变形、开裂能够保证模具的尺寸精度Al、Zn基丝材喷涂工艺性好喷涂成的涂层组织细密孔隙率低涂层表面粗糙度低。Al、Zn基金属涂层的显微硬度值在HV左右最大抗拉强度约为MPa。第三节电弧喷涂快速模具制造技术 纯铝喷涂时有飞溅现象不易在光滑表面沉积且沉积不均匀、气孔较多所以尽管铝涂层硬度较高(HV~)但在实际模具制造中很少采用。纯锌喷涂工艺性能好熔滴发散性小、易沉积能形成平直细密的层状组织是目前普遍采用的喷涂制模材料。但锌涂层的硬度只有HV~所以用纯锌喷涂制造的模具应用范围受到较大限制。为了获得较高的涂层硬度和较好的喷涂工艺性采用锌铝合金和锌铝伪合金作为喷涂材料可取得较好的结果。锌铝合金得到的涂层机械性能接近铝喷涂工艺性能接近锌非常适合制作金属喷涂模具。与锌铝合金相比锌铝伪合金不需制备专门的合金丝材故成本较低适宜推广。  表为低、中熔点金属力学性能与物理性能的比较。在电弧喷涂模具制造中常用的Zn、Al等低熔点金属一般机械性能都不高Zn涂层组织最致密表面质量好Al涂层较稀松ZnAl伪合金涂层组织也较致密Al涂层经喷砂强化致密程度有所提高。表为Zn、Al等涂层的性能比较。第三节电弧喷涂快速模具制造技术表金属涂层材料的力学性能与物理性能表电弧喷涂层强度、硬度及喷涂工艺性第三节电弧喷涂快速模具制造技术()喷涂材料规格国内电弧喷涂中采用的喷涂丝材直径主要有两个系列一个是mm系列另一个为mm系列。喷涂丝材直径不同对送丝机构和喷枪设计将有不同要求同时也将影响到喷涂和涂层性能。目前国产采用的喷涂丝材大多为Phimm系列的但mm丝材喷涂的缺点是熔滴雾化得粗大大颗粒熔滴沉积将使涂层组织粗大孔隙率增加喷涂时热输入量大涂层表面变得粗糙涂层温度升高涂层和基体以及涂层内部残余应力变大大多数情况下这将使涂层的使用和加工性能变坏。因此Phimm丝材适用于大面积的电弧喷涂作业中。Phimm丝材喷涂涂层组织致密、涂层残余应力小、表面光洁、抛光性能好因而在电弧喷涂制模以及零件修复等领域将显示很大的优势。第三节电弧喷涂快速模具制造技术同种材料丝材Phimm丝材的喷涂规范要比Phimm丝材宽同一种规范条件下Phimm丝材的表面更致密、更光滑Phimm丝材在小电流时仍能正常喷涂且涂层质量较好。小电流下喷涂涂层热输入量小因而涂层残余热应力减小这正是电弧喷涂制模及零件修复工艺所要求的。相反Phimm管状丝材喷涂工艺规范窄单位时间熔化的药粉量大因而容易造成药粉末熔化形成飞溅和涂层上有未熔化的质点药粉的冶金反应进行得也不充分这将大大影响涂层的质量这也是国外管状电弧喷涂丝材多采用Phimm制模的主要原因。第三节电弧喷涂快速模具制造技术电弧喷涂模具的基本结构可分为部分即金属喷涂层、背衬层和钢结构部分如图所示。就锌合金喷涂模具而言涂层厚度一般为~mm。喷涂层虽然具有一定的强度、硬度、表面粗糙度和良好的导热性能并能非常精确地复制原型的形状但由于其厚度较薄而无法单独承受成形压力因此不能直接作为模具必须进行背衬补强。背衬层由背衬材料直接充填而成厚度较大粘附在喷涂层下方主要电弧喷涂制模工艺mdashmdash若干关键技术问题起支撑和增加强度的作用。常用的背衬材料有树脂砂、环氧树脂、低熔点合金(如铋锡合金)等。如模具需冷却在浇铸背衬材料前应在背衬层内将冷却管道埋设好凝固后即固定在模具中。钢结构主要包括模架、模框、镶嵌件等钢质构件。图电弧喷涂模具结构第三节电弧喷涂快速模具制造技术 关键问题一:喷涂母模预处理   要成功地将低熔点金属喷涂用到非常精细的母模模型表面上很大程度取决于对温度敏感的母模模型材料。对母模模型材料要求清洁无污、气密性好模型材料应易于抛光。喷涂前先用清洁剂去掉模型表面油污再薄薄地涂上防护剂干燥后即可进行喷涂。对母模表面进行预处理的方法及注意事项如表所示。表母模表面预处理方法第三节电弧喷涂快速模具制造技术表面材料预处理方法表面材料预处理方法金属磨光、机加工皮革对皮革粒面进行处理木面密封面抛光热固性树脂用一般方法稍微处理光滑自然硅橡胶涂表面防护剂热塑成型用一般方法稍微处理光滑自然石膏密封面磨光粘土光滑自然    表面防护剂一般选择聚乙烯醇。水溶性聚乙烯醇既可用传统方法溶成液体喷涂也可用软刷涂刷。喷(刷)时宜薄不宜厚而且应干透后再喷涂金属。木质母模尤其是LOM原型存在木纹可用耐热聚氨酯填平并处理光滑并用ldquo呋喃rdquo树脂加以处理使其具有较高的光洁度。选用聚乙烯醇作表面防护剂的优点为:①能够在金属模型和金属涂层之间形成一层薄薄的、连续不断的隔离层②喷涂后它又是一种脱模剂③提高喷涂金属型腔表面光洁度④用冷水冲洗很容易使模型和涂层两者分开。第三节电弧喷涂快速模具制造技术  电弧喷涂模具的特点就是以母模为基准模具型腔尺寸、几何精度完全取决于母模母模的设计应根据产品成形的工艺要求决定其形状尺寸。为了便于喷涂后的脱模母模可设计成拼块组合的结构形式。   在母模准备完毕并进行了上述预处理后在实施电弧喷涂之前还应注意以下问题:   ()放置金属辅助嵌件   图表示又深又窄的模型型腔喷涂金属在型腔底部形成之前大量的金属积物将在型腔口筑成台肩将型腔口堵塞。为防止出现图状况的产生成功的作法是放置一个紧密配合的金属嵌件(如图)嵌件在喷涂前预先放于型腔里并略高于型腔咬边应紧凑以保证与喷涂壳体粘合为一体。图深且窄模型型腔喷涂结果图金属嵌件的安装第三节电弧喷涂快速模具制造技术()喷涂前清洁处理如果被喷涂的模型是木模应先将木模进行喷涂前清洁处理。()侧面开孔   有些塑料制品需侧面开孔可在喷涂前将嵌件放于模型型腔侧面即可。()浇口和流道   大的浇口和流道可用适当排列的对开式定位销或管子放入半模内喷涂、覆盖金属层。对顶出杆、浇口流道可进行机加工。()支承架  用于注射成型的喷涂金属模要有一个强度较好的金属支架。()模具排气   模具的凹陷面常常会产生空气泡需对模具排气这一问题进行设计。()除尘   金属喷涂时不可避免地招来空气中的灰尘微小的灰尘可导致气泡。喷涂前可用压缩空气将模型上的灰尘吹掉。第三节电弧喷涂快速模具制造技术关键问题二:脱模剂的选用   利用电弧喷涂技术制作模具既要求金属微粒均匀致密地贴敷到样模表面又要求形成壳体后能顺利、完整地从样模上分离下来而且在喷涂过程中要保护好样模及其表面花纹能经得起喷涂金属微粒的冲击。同时承受喷涂时的高温和阻止热量向样模传递。脱模剂在电弧喷涂制模中可以起到多种作用:首先涂到模型表面上的脱模剂能够为喷涂金属液滴与模型表面提供可靠的结合表面使喷涂金属液滴顺利地沉积到模型表面因为在光滑的表面上喷涂金属时很多金属颗粒会滑脱其次脱模剂能使喷涂层顺利地与模型基体脱开另外脱模剂还有隔热作用。因此对脱模剂的主要要求是具有较低的表面张力和较好的成膜性能容易在原模表面均匀铺展另外脱模剂必须容易从原模和涂层表面清洗掉。第三节电弧喷涂快速模具制造技术电弧喷涂制模技术中脱模剂选择原则为:()脱模性能优良脱模剂的粘度适中容易铺展成一均匀薄膜()具有耐热性受热不发生碳化分解()化学性能稳定不与成型产品发生化学反应()不腐蚀模具不污染制品气味和毒性小()表面张力在~N/m之间有良好的成膜性能。   常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石蜡、硅油、聚乙烯醇等。其中聚乙烯醇最适合于电弧喷涂制模工艺其优点为:   ()与母模、金属微粒能够很好得贴合。   ()耐高温。聚乙烯醇的汽化点为℃左右电弧喷涂时母模表面的温度一般保持在℃以下因此聚乙烯醇既能够保证不被破坏又能起到防止因母模过热而变形的作用。   ()聚乙烯醇是一种水溶性的脱模剂浸入水只可使凸凹模型腔的金属壳体之间、金属壳体与母模之间的脱模剂层溶解于水中而形成微小空隙很容易实现壳体、母模的分离。第三节电弧喷涂快速模具制造技术在使用聚乙烯醇时一定要控制其所形成的隔离层的厚度太薄时不易形成连续不断的隔离层影响脱离太厚会降低型腔的形状精度导致制品尺寸不准确。具体使用时应注意如下技巧和事项:   ()母模和固定板表面必须清理干净、干燥否则影响模具的表面精度。可用干燥的压缩空气吹净。   ()为控制脱模剂隔离层的厚度可分两次涂刷脱模剂。当第一层脱模剂干燥之后再进行第二次涂刷。()聚乙烯醇是一种较粘稠的液体不易干燥涂在母模和喷涂铁板上一般要经过半小时到一个小时的干燥时间。在使用脱模剂之前在聚乙烯醇中可加入少量酒精涂到母模和喷涂铁板上反复用毛刷涂刷酒精的挥发会加快聚乙烯醇的干燥十分钟后脱模剂就可完全干燥从而节约了喷涂前准备工作的时间。第三节电弧喷涂快速模具制造技术关键问题三:型腔壳体的电弧喷涂   脱模剂涂刷完毕即可进行凹模型腔金属壳体的喷涂制作。在进行喷涂时应对影响喷涂金属壳体质量的一些因素进行控制:  ()对喷涂环境的控制喷涂时不可避免地招来空气中的灰尘灰尘将妨碍喷涂金属的冷却微小的灰尘还可能导致气泡。解决的办法很简单喷涂操作时要小心环境要清洁喷涂前用压缩空气将母模上的灰尘吹跑。()喷涂层厚度的控制模具金属壳体厚度是喷涂时必须控制的一个参数如果壳体太厚不仅浪费喷涂金属材料而且会引起壳体内应力严重削弱涂层与模具基体的结合强度甚至会从基体上剥落下来。一般来说壳体喷涂厚度达到~mm左右时就可停止喷涂。第三节电弧喷涂快速模具制造技术   ()喷涂均匀性的控制   如果壳体的厚度不均就会使喷涂金属壳体表面应力与应变的分布不均导致模具寿命的降低严重时会使模具型腔开裂因此保证壳体厚度均匀非常重要。如果需制作的模具体积比较大可以配置一个旋转工作台将喷涂底板和母模放到工作台上喷涂枪不需来回移动只需保证与母模的喷涂角度即可。如果制作的模具体积比较小不必配置旋转工作台在喷涂底板后面垫一物体使母模与与水平面呈deg喷涂一层后旋转deg再进行第二层的喷涂这样即可保证喷涂金属壳体厚度均匀。   ()母模表面温度的控制喷涂金属颗粒向母模传递大量的热量如果不控制母模表面的温度母模就会产生热变形导致模具制作的失败。可以在喷完一层金属后使喷涂枪停止起弧用喷涂枪喷出的压缩空气连续吹母模表面使之迅速降温当温度降到℃以下时打开起弧开关继续喷涂。第三节电弧喷涂快速模具制造技术关键问题四:模具基体填充材料制备与浇注   浇注填充材料主要是由环氧树脂和有色金属粉、金属颗粒组成的混合物再加入适量的固化剂、增韧剂以及为提高耐磨性而加入一定量的铁粉。最常使用的快速模具填充材料是环氧树脂和铝粉的混合物铝粉在环氧树脂中起到填料改性的作用可以改善环氧树脂的机械性能、热性能和工艺性能。   对于中、小型注塑模具所受的注塑压力较小熔融塑料传递的热量也较少因此可以适当减少铝粉的比例铝粉应占需填充体积的左右。而大型注塑模具所受注塑压力大传递热量多因此应增加铝粉的比例提高其机械性能和热性能从而保证模具正常工作延长使用寿命其体积应为需填充体积的左右。第三节电弧喷涂快速模具制造技术  模具基体填充材料的制备与浇注过程如下:  ()将称好的环氧树脂放在原型塑料容器或金属容器内。  ()加入铝粉慢慢搅拌若需要加入大量铝粉作为填充物可以用机械式搅拌器搅拌。为减少夹带空气的风险搅拌器的速度宜慢不宜快一般不要超过rmin。   ()经搅拌后的混合物应静置一段时间让铝填充物完全湿透并使夹杂的空气完全跑掉。   ()将称好的硬化剂浇入容器中并保证混合均匀。   ()将冷却铜管安装在模框上在容器中添加硬化剂静置~min即可注入模框中将喷涂壳和模框完全填满。()容器里残余的铝粉可以将其均匀地倒进混合物里并保证铝粉完全进入混合物。这一过程要快因为浇注混合物在min内将发生固化反应。第三节电弧喷涂快速模具制造技术 关键问题四:凹模、凸模型腔与母模的分离当凹模、凸模型腔制作完毕后二者连同母模成为一体这就需要将凸、凹模分离取出母模。如果直接用工具撬开模具型腔极有可能破坏模具使喷涂金属壳体裂开。将模具放入到温水中水溶性的聚乙烯醇在温水的作用下逐渐溶解再用工具轻轻一撬凸、凹模型腔就可分开。图即为采用原型母模进行电弧喷涂快速制作的金属壳体。图电弧喷涂快速制作的金属壳体第三节电弧喷涂快速模具制造技术快速成型和电弧喷涂相结合的模具快速制造方法其步骤为:()激光快速成型机快速成型零件原型()用电弧喷涂方法在原型零件表面喷涂l~mm厚的金属壳()为提高金属壳的强度及避免金属壳变形在金属壳背后用环氧树脂等材料加固()取出原型零件即得到表面为金属的模具。从中可以看出电弧喷涂和喷涂金属层加固是这种快速制模方法的关键。电弧喷涂制模关键技术及工艺参数控制第三节电弧喷涂快速模具制造技术 .金属壳的制作   电弧喷涂制模的关键是要在模型表面形成一层金属壳金属壳应紧密地包裹在模型表面不能过早与模型分离否则金属壳不能反映模型的真实形状模具将失去精度。金属壳与模型的结合或分离主要决定于涂层与模型表面之间的剪应力与剪切强度如果剪应力超过界面之间的剪切强度金属壳将与模型发生分离。影响金属壳与模型之间的剪应力的因素很多主要有金属壳材料本身的力学性能、热物理性能以及喷涂时模型表面的温度。而影响剪切强度的主要因素是涂层与模型之间的离型剂、脱模剂厚度对于电弧喷涂制作模具既要求金属微粒均匀致密地贴敷到模型表面又要求形成壳体后能顺利、完整地从模型上分离下来而且在喷涂过程中要保护好模型及其表面花纹使之能经得起喷涂金属微粒的冲击涂层与模型之间的离型剂、脱模剂厚薄度是关键。同时涂层与模型材料之间的热膨胀系数之差也影响涂层的喷涂工艺性能。第三节电弧喷涂快速模具制造技术 .喷涂工艺参数选择采用合理的电弧喷涂工艺参数可获得良好的喷涂效果使涂层具有较高的结合强度、微观硬度、宏观硬度和耐磨性及较小的孔隙率。电弧喷涂工艺参数主要有电压、雾化气压、喷涂距离和喷枪移动速度等。()热源功率及喷涂电流电弧功率过小过大都不利于喷涂的顺利进行功率过小起弧困难易断弧金属丝材熔化不良会降低涂层结合强度功率过大电弧过于剧烈金属丝过热温度过高的金属微滴撞击到过渡基模表面上呈现溅射状从而降低结合强度。喷涂电流的大小是影响喷涂生产率的主要因素可依据具体喷涂情况而定。喷涂金属颗粒从电弧喷枪喷出时是成散射状如果母模较小而喷涂电流较大那么很多金属颗粒就喷射不到母模上造成不必要的浪费因此应适当调小喷涂电流。第三节电弧喷涂快速模具制造技术 表为某实际应用中采用电弧喷涂法制模时喷涂不同材料涂层所需的较为理想的热源功率参数和气压值。 ()喷涂空气压力与流量  电弧喷涂制模是利用压缩空气将熔化的金属雾化成微粒并喷射到母模表面。电弧喷涂用的压缩空气由大功率空气压缩机提供。第三节电弧喷涂快速模具制造技术压缩空气的压力以及流量直接影响金属涂层的致密程度当雾化压缩空气的压力较大、流量较大时熔融线材被雾化的效果好且雾化粒子受到的加速度大因而所获涂层结合强度最高喷涂层表面金属颗粒细密机械强度高当雾化压缩空气压力较小、流量较小时所雾化粒子的尺寸大与基材结合的区域也就大同时大尺寸粒子在高温时可能与基材发生钎合现象因而也导致有较高的涂层结合强度但所获得的涂层粗糙度值较大喷涂层表面金属颗粒粗大机械性能下降影响喷涂质量。因此在不影响热源稳定性及雾化粒子温度的情况下应尽量选用较高的雾化压缩空气压力。图为空气压力MPa、空气流量mmin下的喷涂层表面颗粒的照片金属颗粒比较粗大图为空气压力MPa、空气流量mmin下的喷涂层表面颗粒的照片金属颗粒比较细密。从两个的比较中可以看出压力与流量对表面颗粒的影响。第三节电弧喷涂快速模具制造技术图空气压力MPa、空气流量mmin图空气压力MPa、空气流量mmin第三节电弧喷涂快速模具制造技术()喷涂距离喷涂距离是指喷嘴到过渡基模表面的距离。喷涂距离直接影响到涂层质量和喷涂的成败。合理的喷涂距离可使金属微滴撞击过渡基模时的飞行速度最高动能和撞击力最大展平变形充分微滴之间结合紧密。距离过大金属微滴的温度和速度下降动能减小撞击基模时的变形小结合强度降低壳层内气孔率加大组织疏松脆性增加沉积率降低。距离过小过渡基模表面局部温升过快模具型腔容易产生热变形,壳层过热变形不均匀热应力过大壳层很容易隆起、翘曲和开裂影响模具精度导致喷涂操作的失败。试验表明采用电弧喷涂法喷涂锌、铝等材质的涂层时喷涂距离在~mm时涂层质量较好。适中的喷涂距离可获得最大的结合强度因为喷涂距离的大小直接影响被雾化粒子的温度和速度以及基材表面和粒子的氧化程度。合适的喷涂距离能获得最高的粒子温度和速度、最小的氧化程度从而得到最大的结合强度。第三节电弧喷涂快速模具制造技术()喷涂角度喷涂角度是指电弧喷涂成形时喷嘴气流轴线与被喷涂样模之间的夹角。喷涂角度对喷涂金属的沉积率以及喷涂金属壳体组织疏松程度有很大的影响。如果喷涂角度小于deg由于ldquo遮蔽效应rdquo的影响涂层结构将急剧恶化第一层金属微粒粘于母模表面后这些微粒将阻碍继续喷涂的微粒成为对微粒的尖角喷涂结果形成空穴导致涂层结构极其疏松。实践表明当喷涂角度为deg即喷枪轴线和过渡基模表面垂直时喷涂效果最佳喷涂金属丝利用率最高金属沉积率最高并且喷涂层组织致密因此时大多数金属微滴都能与过渡基模表面进行有效撞击动能几乎全部转化为变形从而提高沉积效率和结合强度。同时也可避免产生如图所示的遮蔽效应。当喷涂角度为deg~deg之间时金属沉积较高到喷涂角度为deg以下出现了上面所说的ldquo遮蔽效应rdquo。图遮蔽效应第三节电弧喷涂快速模具制造技术()喷枪移动速度喷枪移动速度对金属壳体质量和喷涂效率的影响在一定的范围内并不明显。在一定的送丝速度下喷枪移动速度或喷枪与工件的相对速度的快或慢意味着单位时间内喷枪扫过工件面积的多少或每次喷涂层的厚度所以调节喷枪的移动速度实际上是控制每层喷涂层的厚度。每次的厚度不宜太厚模具型腔金属壳体厚度一般在~mm左右厚度较大必须采用多次喷涂的方法切忌喷枪速度移动太慢。一次喷涂太厚易产生较大的内应力并降低了涂层与基体的结合强度。如果能在选择合理的喷涂距离的前提下以适当的速度移动喷枪在不同的区域喷涂就可以加强涂层散热从而有效避免涂层的局部过热既可保证喷涂顺利进行又能提高涂层质量。对于尺寸较小的制品还要采取间歇喷涂方式以使涂层有足够的时间散热。第三节电弧喷涂快速模具制造技术()送丝速度送丝速度的快慢直接影响金属微滴的沉积效率和涂层及过渡基模温度。喷涂时其大小应和热源功率相匹配这样可确保丝材熔化速度合理喷涂电弧稳定金属微滴雾化均匀射流集中沉积效率和涂层结合强度都大大提高。第三节电弧喷涂快速模具制造技术 .背衬工艺   喷涂壳层形成后由于其强度有限还不能直接用作模具因此必须在壳层后面充填背衬材料以支撑加固壳层。进行背衬工艺时应重点注意以下问题:①选择背衬材料时要求背衬材料和喷涂层材料的线膨胀系数基本相同或相近以确保外界温度变化时(尤其是工作温度较高的情况)壳层和背衬基体形变程度相当模具整体变形均匀。背衬材料还要具备一定的强度、导热性和耐热性以满足模具工作状态下的受力要求和热性能。另外背衬材料的可成形性要好能适应壳层形状变化易于充填。②确保背衬层和喷涂层之间紧密结合完全填实以使喷涂层各处都得到牢固支撑。另外在以浇注低熔点合金(如铋锡合金)制作背衬层时最好进行真空浇注以免在两层之间形成气穴造成结合不良和虚支撑。第三节电弧喷涂快速模具制造技术  当喷涂形成壳体后利用基体材料填充加实对壳体进行支撑和加固。应根据模具的工作条件和喷涂层的材质来选择不同的基体材料和工艺方法。模具对基体材料的要求是:具有一定的强度、能满足模具工作时的受力条件以及易于成型。由于喷涂壳体形成后其外形比较复杂基体形状必须与涂层紧密吻合。因此填充基体必须具有易成型的特点要有一定的导热性和耐热性同时其导热性及热膨胀系数应与金属喷涂层相近特别是当模具工作温度较高时更应注意。第三节电弧喷涂快速模具制造技术 金属喷涂快速模具较硅橡胶快速模具的寿命要长可以应用在注塑机上进行小批量的制品生产。生产出来的制品与普通的注塑工艺没有区别所不同的是在应用注塑工艺时应考虑到低熔点合金金属喷涂型腔的性能以及模具的寿命极限。具体来说应该针对金属喷涂模具的特点适当地调整注塑工艺参数。、注射压力在注塑过程中注射压力的大小不仅能影响制件的质量而且还会影响到模具的使用寿命。由于快速模具型腔壳体的基本材料是低熔点金属材料塑性较好因此在进行注塑实验时注射压力不宜过高以防止模具过早损坏。但要保证制品能够成形的最小注射压力否则会产生注不满现象。因此在金属喷涂模具注塑时注射压力的确定是比较关键的。若材料粘性较低为提高喷涂模具的寿命注射压力的取值也尽可能地偏低。电弧喷涂模具的注塑应用第三节电弧喷涂快速模具制造技术、锁模力电弧喷涂模具的凸模和凹模上的锁模力由两个模框来承受其承受力显然不如钢制的凸模和凹模因此注塑机的锁模力一定要适中如果锁模力太大模框发生很大的变形使凸模、凹模型腔表面所受挤压力急剧增加会破坏金属喷涂壳体导致模具报废。但锁模力较小时不但生产的制品容易产生飞边而且塑料融料从型腔中溢出会对模具型腔产生很大的磨损作用加快模具的失效。因此应确保在产生合格制品的前提下采用较小的锁模力。第三节电弧喷涂快速模具制造技术、模具温度控制在注塑模中熔融塑料从℃左右迅速降到℃左右而成形所释放的热量传递到喷涂金属壳体和模具基体填充材料中。模具基体填充材料温度与喷涂金属壳体的温度影响着模具的使用寿命和制品的质量因此其温度的控制十分重要。模具的基体填充材料为环氧树脂和铝粉的混和体其热膨胀系数与喷涂金属壳体的热膨胀系数接近这就保证了模具在受热时凸模、凹模中各处的热变形比较接近。但是环氧树脂中加入铝粉仅仅是提高了其热传导率和收缩率当温度高于一定的值时达到了环氧树脂固化物的热变形温度会引起环氧树脂固化物的开裂减小模具的使用寿命喷涂金属壳体与塑料熔体直接接触随着熔料的注入与冷凝其温度急剧上升和下降因此对其温度的控制也很重要。第三节电弧喷涂快速模具制造技术、保压压力和保压时间在保压时间内熔料在保压压力下对模具型腔中的收缩的塑料制品进行补充因此保压压力和保压时间这两个指标对制品的质量有很大的影响。对于流动性一般的材料压力过小时熔融塑料尚未填充满模具型腔就已经凝固要适当提高其注射压力。第三节电弧喷涂快速模具制造技术 现有某塑料花盆底座若干个样品底部有十分精细的花纹和图案其生产批量要求不大。如果采用传统的机加工方式制作型腔模具必须反求获得该花盆底座的数据反求的过程既需要一定的周期也会在反求过程中带来尺寸精度误差或丢失某些特征。此外钢制模具的制作耗时较长且成本较高为此从成本和周期综合考虑决定采用电弧喷涂方法快速制作该花盆底座模具。图(a)为塑料花盆底座的样件。通过上述给出的电弧喷涂工艺进行了型腔壳体的喷涂制作得到的塑料型腔壳体图(b)所示。通过背衬材料的填充和模架等的设计与制作选用ABS材料在SZY注塑机上完成了该产品的坯料制作制作的产品如图所示。图塑料花盆底座样件及其金属喷涂模具图花盆底座产品(a)(b)第三节电弧喷涂快速模具制造技术表给出了所使用注塑机SZY的主要技术参数表给出了具体的注塑工艺参数。第三节电弧喷涂快速模具制造技术硅橡胶模具快速制造技术电弧喷涂快速模具制造技术快速模具的分类及基本工艺流程环氧树脂模具快速制造技术纤维增强聚合物压制模第八章基于快速原型的软模快速制造技术第四节环氧树脂模具快速制造技术 环氧树脂快速制模即借用金属浇注方法将己准备好的浇注原料(树脂均匀掺入添加剂)注入一定的型腔中使其固化(完成聚合或缩聚反应)从而制得模具的方法。环氧树脂快速制模一般采用常温、常压条件下的静态浇注固化后无须或仅需少量的切削加工仅根据模具情况对外形略作修整。直接在快速原型母模上浇注专门树脂的快速制模方法不像传统金属模具的制作需要高精密的设备进行机加工大大节省了模具制作的时间和花费。模型准备与前述介绍的硅橡胶模具与电弧喷涂模具相比用于制造环氧树脂模具的快速原型应带有适当的拔模斜度。通常分型线用耐火泥在模型上制出但是复杂的分型线也需要在快速原型上直接制造出来。用于制模的原型有时需要进一步抛光以减弱ldquo台阶效应rdquo并使模型具有较高的光洁度。环氧树脂模具的制作和其他软模(如硅橡胶模具)制作一样首先由快速成形技术制作原型(实际最终零件)用作母模作为母模的原型件必须经过表面打磨和抛光如图(

VIP尊享8折文档

用户评价(0)

关闭

新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

抱歉,积分不足下载失败,请稍后再试!

提示

试读已结束,如需要继续阅读或者下载,敬请购买!

文档小程序码

使用微信“扫一扫”扫码寻找文档

1

打开微信

2

扫描小程序码

3

发布寻找信息

4

等待寻找结果

我知道了
评分:

/93

快速成型与快速模具制造技术及其应用第八章 基于快速原型的软模快速制造技术

¥39.9

会员价¥31.92

VIP

在线
客服

免费
邮箱

爱问共享资料服务号

扫描关注领取更多福利