模具的快速成形_快速成型模具

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模具的快速成形

快速成型RP(Rapid Prototyping),即通常所说的电脑快速手版。它集成了CAD技术、数控技术和材料技术等现代科技成果，以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件。

快速成型机采用降维制造原理，将原本很复杂的三维模型根据一定的层厚分解为多个二维图形，然后采用叠层办法还原制造出三维实体样件。由于整个过程不需要模 具，所以大量应用于产品开发，功能测试，无模制造，小批量制造方面。主要应用在汽车，航空航天，家用电器，电动工具，院校，模具制造，玩具制造，手版设计 等领域。

快速成型技术可在产品开发过程中的提供设计验证与功能验证，检验产品可制造性、可装配性，通过各种转换技术，可将RP模型快速转换成各种模具，大幅度地缩 短产品更新换代的周期。快速成型机能为看样定货、供货询价、市场宣传等方面及时提供精确的样品，大大提高企业的营销效率。快速成型技术问世不到十年，已实 现了相当大的市场，发展非常迅速，已成为现代工业设计、模型、模具和零件制造强有力手段，在轻工、汽车摩托车领域得到了越来越广泛的应用。鉴于快速成型技 术的特殊性，可以直接生产特殊复杂零件，CT扫描信息的实物化，因而快速成型技术在航空、航天及医疗领域正逐步体现出巨大的优越性。深圳市好域安科技有限公司代理的美国Stratasys的FDM快速成型机系列利用FDM（熔融层积原理）专利技术，根据CAD档案直接制造精密3维原型 件，可用于外观测试，概念验证，功能测试，大量节省开发新品的时间。其独有的办公室使用环境更是为设计研发部门提供了无以伦比的优势。

FDM快速成型技术简介：

FDM技术利用ABS，polycarbonate(PC)，polyphenylsulfone(PPSF)以及其它材料。这些热塑性材料受到挤压成为半熔融状态的细丝，由沉积在层层堆栈基础上的方式，从3D CAD资料直接建构原型。该技术通常应用于塑型，装配，功能性测试以及概念设计。此外，FDM技术可以应用于打样与快速制造。

快速成型机应用领域：

Design verification设计验证

Form, fit and functional testing形状,装配,功能测试

Concept models概念模型

Bid packages商业用展示模型

Marketing and sales presentations市场推广

Product research产品研发

Package design包装设计

Investment cast patterns失蜡铸造

Vacuum forming tools注塑模具

Blow mold tools吹塑模具

Die cast tooling压铸模具

Hydro-form molds液压成型模具

Sand cast patterns砂型铸造

Spray metal tooling喷涂金属模具

Epoxy tooling patterns环氧树脂模具

RTV molding patterns RTV模具

Production parts小批量生产

关于薄壁注塑成形

对生产小而轻的制 件的需求已经使薄壁注塑成为注塑机最需增加的性能。“薄壁”通常是由壁厚少于1mm的轻便电子制件所定义的。对大的汽车制件来说，“薄壁”可以是 2mm。总之，薄壁制品要求改变加工工艺：更高的压力和速度、更短的冷却时间、改变制件顶出和浇口排列。以下是薄壁注塑对注射机和模具的要求。

注 射 机

标准的注射机可用于生产多种薄壁制品。目前新型注射机的性能大大超过了 10 年以前。材料、浇口技术以及设计的进步，进一步拓宽了标准注射机对薄壁制件充模的性能。但由于壁厚不断减少，需要一种更特殊的、具有高速和高压性能的注射 机。例如，一个厚度小于 1mm 的电子制件，充模时间小于 0.5 秒且注塑压力超过 210MPa 是很正常的。用于薄壁注塑的液压式注射机设计有储压器，可频繁地驱动注塑和合模。具有高速和高压性能的全电动注射机和电动/液压式注射机也面世了。为了能 经受得住新型注射机的高压，锁模力的最小值必须是 5～7 吨/英寸（投影面积）。另外，当壁厚减少注塑压力增加时，大型模板有助于减少弯曲。薄壁制品用的注射机的拉杆对模板厚度的比为 2:1 或更低。生产薄壁制品时，注塑速度和压力以及其它加工参数的死循环控制有助于在高压和高速下控制充模和保压。

至于注射量，大直径机筒往往太大了，建议的注射量为机筒容量的 40%～70%，薄壁制品总成型周期大大缩短，有可能将最小注射量减少到机筒容量的20%～30%。用户在注塑时必须十分小心，因为对材料来说，小的注射 量意味着材料在机筒内的滞留时间更长，从而会导致制品性能的下降。

模 具

速度是薄壁注塑成功与否的关键因素之一。快速充模和高压能以高速将熔融的热塑性材料注入模腔中，从而防止浇口冷固。如果一个标准的制件在两秒钟内完成充模，那么模厚减少 25%，有可能将充模时间减少 50%，刚好1秒。

薄壁注塑的优点之一是当厚度减少时，需要冷却的材料更少。随着厚度减少，可以将成型周期缩短一半。熔体输送装置的合理设置使热流道和浇道不会妨碍成型周期 的缩短。使用热流道和浇道衬套有助于将成型周期缩短至最小。此外，还应该考虑到模具用材。P20 钢被广泛应用于传统制品的模塑，但由于薄壁注塑的压力更高，模具必须制造得十分坚固。H-13 和其它硬钢为薄壁模具增加了额外的安全系数。然而，坚固模具的成本可能高于标准模具的 30%～40%。但增加的成本通常会被提高的生产性能所抵消。