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针舌模具制造和发展方向

时间:2012-2-7 11:40:00   来源:中国模具网   添加人:admin

  

  RPM技术的内涵即其成型机理和工艺控制与传统成型(如去除成型和受迫成型)方式有很大差别,主要表现在: RPM是利用光、热、电等物理手段(其中激光是经常应用的)实现材料的转移与堆积,原型是通过堆积不断增大,其力学性能不但取决于成型材料本身,而且与成型中所施加的能量大小及施加方式有密切关系;在成型工艺控制方面,需要对多个坐标进行精确的动态控制。

  现在比较成熟的方法主要是铸造、粉末烧结、电铸和熔射等间接制模法。与直接制模法相比,间接制模法具有容易实现和可操作性强的优势,但同时也存在着中间工序较多且受材料性质和制造环境的影响,导致控制精度难度大等不足。

  运用间接制模法快速制造的针舌模具要满足以下几点要求: 具有良好的精度、硬度和耐久度; 制造工艺流程简单; 制造成本不高。因此可以用以下几种方法进行制造。

  采用该方法制造针舌模具的具体工艺路线是:三维CAD模型% STL文件% RPM原型%三维砂轮%石墨电极%钢模。

  陶瓷型精密铸造法陶瓷型精密铸造法的基本原理是采用快速成型与制造( RPM)技术制造零件原型,代替传统的铸造模样进行陶瓷型铸造,因此,具有快速成型( RP)与陶瓷型铸造的双重特点:不受零件形状的限制;铸件表面光洁,尺寸精度高;模型的细微部分能够被完整地刻化出来;陶瓷型铸造的铸件不受合金种类、铸件质量和尺寸的限制,特别是对铸钢模具的制造,无论是大件还是小件,陶瓷型铸造都是比较理想的方法;成型由CAD数据控制,模型修改方便。

  采用该方法制造针舌模具的具体工艺路线是:三维CAD模型%STL文件%RPM原型%浇注/喷涂浆料制作陶瓷壳%浇注金属%成型/处理%模具。

  金属熔射喷涂制造法金属熔射喷涂制造法的基本原理是在RPM原型或过渡模型为母模的表面上,用电弧或等离子喷涂雾状金属,形成金属硬壳层,移去母模后,在金属壳背面补铸金属基合成材料或环氧树脂,形成硬背衬,经后处理得到金属表面与硬背衬构成的模具。

  熔射法具有模具材料和尺寸规格限制小、机械性能好和复制精度高等优点,可以制作工作压力较高的模具。

  采用该方法制造针舌模具的具体工艺路线是:三维CAD模型% STL文件% RPM原型%金属熔射层%熔射层补强并除去原型%浇注金属%成型/处理%模具。

  金属模具直接快速制造技术直接制模法是指根据CAD数据直接由RPM系统制造金属模具的方法。目前应用的方法主要有:叠层实体制造( LOM)、选择性激光烧结( SLS)、激光选区熔结( SLM)、形状沉积制造( SDM)、等离子熔积制造( PDM)、三维打印( 3DP)和激光工程净成型( LENS)等制模方法。与间接制模法相比,直接法具有制造周期短、工艺流程简单、精度高、成本低等优势,但是也存在着技术含量高,实现难度较大等不足。

  以下几种方法可以满足前面所述制造针舌模具的要求。

  形状沉积制造法形状沉积制造法是将离散/堆积法和材料去除法结合在一起快速成型金属模具,其成型过程是根据成型模具的分层信息先喷射堆积一层材料,模具和支撑件都是逐层同步产生,且新增加的材料都是液态金属,在每一层形成后都要在计算机控制下对其进行形状切削加工和应力消除处理,如此重复直到生成整个模具,最后通过酸蚀等手段将支撑体去除。由于该方法在制造过程中引入了数控加工处理,因此使得精确度和生产效率都比较高,比较适合已经有数控加工设备的厂家。

  选择性激光烧结法选择性激光烧结法的成型过程是根据RPM原型直接运用二氧化碳激光器选择性烧结涂敷有粘接剂的金属粉末,当模型制造完成后,再加热去除粘接剂,并对模型进行金属浸渗,从而获得金属模具。该方法可以选择不同的粉末来制造不同用途的模具,可直接烧结金属模具或陶瓷模具;选择性激光烧结法制作的模具经渗铜后,还可直接用作金属模具。

  目前选择性激光烧结法有了很大的发展,制模精度大为提高,同时最终成型的模具密度几乎可达到理想密度的100%.激光选区熔结法激光选区熔结法与选择性激光烧结法的区别是直接用激光将金属颗粒熔化成型,所以无需渗透金属原件就能得到密度为100%的模具。激光选区熔结法可以使用多种金属材料,加工出来的模具表面质量和尺寸精度较选择性激光烧结法高。

  激光工程净成型法激光工程净成型法主要是基于激光熔敷原理采用大功率激光器在基底或前一层金属上生成移动的融池,将同轴送入的粉末熔化并与前一层金属实现冶金结合,直到生成最终形状的实体。激光工程净成型法生产的模具内部组织细化、性能高、能实现材料梯度和结构梯度功能,特别适合制造小尺寸的模具,同时还可以用于模具的修复和再制造。

  等离子熔积制造法等离子熔积制造法主要是基于快速成型层积原理,采用中高压缩、集束性好的等离子束熔化同步供给的金属粉末,在基板上逐层堆积形成金属原型的技术。其特点是:使用材料广泛(如模具材料) ,成型效率高,装置简单,设备成本低于激光工程净成型法,容易实现原型的精确成型,可以实现梯度功能零件的数字化快速制造,还可用于模具的数字化三维表面修复。

  快速制造金属模具技术的优点&& &大大缩短新产品的研制周期;&& &成倍降低新产品的研发成本;&& &提高新产品投产的一次成功率;&& &支持并行工程的实施;&& &支持技术创新,改进产品外观设计。

  结论作为目前一种先进的制造技术,快速成型与制造在制造表面形状复杂、小尺寸的模具方面有着机加工所无可比拟的优势。运用快速制造金属模具技术制造针舌模具不但能够保证模具的加工质量,而且还能够很好的保证模具的一致性,从而极大地提高针舌外形的一致性。目前RMT技术发展迅速,运用RMT技术制造的模具在寿命、精度和表面粗糙度方面不断提高,这也为针舌模具的制造提供了一种可行的发展方向。