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维普资讯 2005 6月 帆人科技 第 2期 在模具生产 中使用的快速成型制造技术 杨毓岚 (贵州航天职业技术学院) 摘要 介绍了快速制造技术及其在模具制造中的应用，同时也介绍了这种技 术的发展趋势。 主题词 模具 原型 快速制造 1引 言 模具是生产各种产品的重要工具。随着市场竞争的激烈程度增加，产品的更新速度加 快，要求企业具有较高的模具技术水平及模具制造速度，因此在 2O世纪8O年代后期发展 起以快速原型制造技术为基础的模具制造技术。这种技术对产品创新及其快速实现的推动 作用很大，越来越受到人们的密切关注。 据不完全统计，到2002年为止，世界上大约有近百家公司和研究单位开发了不同的快 速成形系统，在全球 已安装 了近万台快速成形设备。 2 快速成型的基本原理 RP技术是在现代 CAD／CAM 技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术 以及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成型材料不同， 成型原理和系统特点也各有不同。但是基本原理都是一样的，那就是 “分层制造 ，逐层叠加”。 其基本工作原理是：将计算机 内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数 据，计算机据此信息控制激光器 (或喷嘴)，有选择性的烧结一层接一层的粉末材料，形成 一 系列具有一个微小厚度的片状实体，再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一 体，便可以制造出所设计的高新产品样件、模型或模具。 3 原型制造技术的种类 快速原型制造技术 RP (Rapidprototyping)又称快速成型技术，其工艺发展非常迅速 ， 45 维普资讯 涌现出多种新方法，已有数十种快速成型工艺问世， 目前 占主导地位的快速成形技术有 4 类 ： (1)立体光刻 SLA (StereolithographyApparatus) 又称激光液态树脂固化工艺，它是以光敏树脂为加工原料。 (2)丝材熔融涂覆FDM (FusedDepositionModeling) 主要是以ABS、熔模铸造石蜡为加工原料 。 (3)选择性激光烧结 SLS(SelectiveLaserSintering) 又称激光选区烧结或粉末烧结，粉末热塑性塑料、铸造石蜡、粉末金属为加工原料。 (4)薄材叠层制作LOM (LaminatedObjectManufacturing) 又称叠层制造或切纸成形工艺，主要以纸为加工原料。 但是快速制模和快速制造的研究和应用尚处于起步阶段。 4 快速制模 快速制模技术，是将传统的制模方法与快速成形技术相结合，使模具制造周期短、成 本低、经济效益好，在精度和使用寿命方面能满足生产要求。 快速制模有三种方法：母模制作、直接制模和间接制模。 用各种快速成形工艺制作的原型件都可以作为母模。利用不同的转换技术、方法，将 母模复制成所需要的模具。 例如，对小批量新产品试制，用快速成形制作母模后，可 以很方便地复制成硅胶摸， 然后借助真空浇注工艺，可用硅胶模直接制造塑料零件。再如，如果希望获得金属零件。 则可通过硅胶模先真空浇注出熔模 (易熔塑料或蜡)，然后采用熔模铸造，可制出一定数量 的金属零件。 近年来，采用金属粉末选择性激光烧结 (SLS)工艺直接制作模具获得越来越广泛的应 用。它可在快速成形机上直接将金属粉末烧结成为模芯，而无需经过任何中间铸造工序， 故称为直接制模。 目前主要有两种不同的工艺方法： (1)将金属粉末 (青铜和碳化镍，钢)用激光烧结成密度约75％的模具零件，再在真 空箱中把环氧树脂渗入 25％孔隙中，然后在 160。C烘箱中处理2小时，硬化后进行表面抛 光。 (2)将金属粉末 (钢)与塑料粘结剂混合在一起集用激光烧结成密度约 55％的模具