基于快速成型的快速模具制造技术研究

　　1引言

　　快速成型(RP)技术是上世纪90年代发展起来的一项先进制造技术，主要为新产品开发服务，对促进企业产品创新。缩短新产品开发周期，提高产品竞争力有积极的推动作用。但是。快速成型由于受使用材料限制，并不能够完全替代最终产品，就出现了利用快速成型制作母模再翻制模具的快速模具制造技术RT（rapid tooling）。

　　快速模具及快速复制技术融合了高分子材料应用、快速成型技术、快速翻制工艺以及CNC加工等新技术、新工艺，可快速、低成本地制造模具。现以导流罩硅胶模制造及零件复制为例介绍快速硅胶软模具及零件复制工艺过程。

　　2快速成型样件

　　导流罩快速成型样件是利用Pro／E软件将数据模型的格式转换为SIL快速成型系统文件格式，利用Z-Printer 310快速成型机对零件进行快速成型的。

　　3快速模具制造方法分类及特点

　　基于RP的快速模具制造方法依据材料不同，分为软质模具(soft tooling)和硬质模具(hard tooling)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)有别于传统的钢材而得名。目前常见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，对于大批量产品。仍需要制造传统的钢质模具。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。

　　硅胶软模具采用快速翻制工艺制作，周期短，成本低，可以采用真空注型、压力注型及低压灌注等工艺进行产品复制。由于快速成型价格较贵，为满足快速、低成本、小批量(100件以下)生产需求。应用高分子双组分(硅胶、聚氨酯、树脂)进行快速产品复制的新工艺应运而生，这项新工艺的生产成本一般仅为快速成型的1／5～1／10，且产品材质接近A13S塑料，可满足大多数客户的使用要求。其可加工范围也较大，可将拼接的大型快速成型产品复制成整体件，大大提高了产品结构强度，因此广受欢迎。

　　4硅橡胶材料的类型及特性

　　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。一般来说，缩合型硅橡胶抗剪强度较低。在模具制造过程中易被撕破，因此不适用于那些花纹深、形状复杂的模具。在用缩合型硅橡胶制造厚模具时，缩合交联过程中产生的乙醇等低分子物质难以排出．致使模具在受热时硅橡胶易降解老化而影响其使用寿命；同时乙醇等低分子物质的排出会致使硫化胶体积收缩，从而造成模具尺寸小于相应的原型尺寸，因此，缩合型硅橡胶多用于制作塑料与人造革高频压花模具或一些尺寸要求不高的工艺品制造。加成型硅橡胶在硫化时不会产生低分子化合物。因而具有极低的线收缩率，胶料可以深度固化，而且物理性能、力学性能和耐热老化性能优异，适用于制造相对精密的模具和铸造模具，而且模具制造简单。不损伤原型，仿真性好。

　　导流罩硅胶模采用加成型ESSIL291型硅胶制作，复制零件材料采用PX215真空注型聚氨酯树脂。