快速成型與快速模具制造技術(shù)分析

陳 濤

（湖南工貿(mào)技師學院， 湖南 株洲 412006）

引言

改革開放之后，我國的經(jīng)濟飛速發(fā)展，在產(chǎn)品市場上，企業(yè)和企業(yè)之間的競爭越來越激烈。如何節(jié)約時間做好產(chǎn)品的開發(fā)，成為了企業(yè)需要重點關(guān)注的問題?，F(xiàn)階段，對于一些生產(chǎn)企業(yè)來說，需要結(jié)合科技優(yōu)勢來做好產(chǎn)品的開發(fā)工作。但是，由于設(shè)計流程復雜，產(chǎn)品從研究開發(fā)到產(chǎn)出上市所需要的時間是比較漫長的。

企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)過程中利用快速模具技術(shù)可以節(jié)約時間，減少研發(fā)成本，有效提升企業(yè)的核心競爭力。為了順應時代發(fā)展，需要不斷完善快速模具技術(shù)?？焖倌＞呒夹g(shù)中包含了材料、控制、信息等多種先進的科學技術(shù)。這一技術(shù)被廣泛應用后，在軍事等領(lǐng)域也發(fā)揮了重要的作用，為產(chǎn)品的研發(fā)提供了一個比較快速的通道。

1 技術(shù)介紹

快速模具技術(shù)利用計算機技術(shù)，在實際操作過程中，能保證模具制作的精度，并且有效節(jié)約成本和時間，降低在產(chǎn)品研發(fā)上的投入[1]。通過采用快速模具制造技術(shù)，可以在短時間內(nèi)制造出模具。

2 技術(shù)的應用

2.1 直接制模法

直接制模法是使用原型機械制造出可以大量成產(chǎn)的模型，對初步成型的模型做進一步的完善，模型的精度較高，也比較好用。模具來自于廠家的批量生產(chǎn)，使用這一方法所制作出來的模型主要是應用在和金屬材料相關(guān)的模具制造過程中。直接制模法可以發(fā)揮出制模的最快速度，在實際的操作過程中，流程是比較簡單的，一般的工作人員在經(jīng)過培訓之后就能上手進行模型的制作，在一些做工比較復雜的模具制造過程中，往往也是使用這一方法。盡管直接制模法有很多優(yōu)點，但是仍有缺陷之處，比如精度不夠，在制作模具的過程中，尺度受限等。下文主要介紹了四種比較常見的直接制模方法[2]：

2.1.1 光固化快速成型工藝技術(shù)

采用該技術(shù)可以直接制造出樹脂類的模具，這種模具具備很強的柔韌性，通常用來生產(chǎn)一些小型塑料零部件。

2.1.2 疊層制造技術(shù)

在使用該技術(shù)時，需要合理使用特殊的紙張，這樣制造出來的紙質(zhì)模具和木質(zhì)的模具相比較，強度相似，還具備了較強的耐磨性優(yōu)勢，可應用在小規(guī)模批量生產(chǎn)。因其有非常好的精準度，也適用于大型的木質(zhì)模具制造，用途十分廣泛[3]。

2.1.3 選擇性激光燒結(jié)快速成型工藝技術(shù)

該技術(shù)的最大優(yōu)勢就是能在實際制模的過程中適應樹脂或者是金屬粉，這樣制作出來的模具具備非常強的韌性。

2.1.4 融化沉積技術(shù)

融化沉積技術(shù)使用噴頭將材料按照模具的路徑，在一個規(guī)定的位置將模具凝結(jié)成型，最終形成一個比較完整的模具。

2.2 間接制模法

間接制模法是在實際產(chǎn)品制造的過程中使用原型機械，先要將產(chǎn)品的外形制作出來，然后翻制原型件，并能實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。與直接制模法相比，這種方法在實際應用中具有較高的優(yōu)勢，但是需要與原來的翻制技術(shù)相結(jié)合，制作精準度更高，能有效控制成本。在金屬、樹脂和硅膠等模具制作過程中，間接制模法的應用比較廣泛。一些軟質(zhì)的模具能采用這種方法用進行制作，硬質(zhì)的模具同樣可以生產(chǎn)。具體的制模方式如下：

2.2.1 軟質(zhì)模具

這種模具所使用的材料一般是軟性物質(zhì)，如鋁、樹脂等，這些制模材料的成本相對較低廉，制作周期也不長，一般是適用在航空、軍事等領(lǐng)域的小批量產(chǎn)品制造[4]。

2.2.2 硬質(zhì)模具

硬質(zhì)模具采用的是硬質(zhì)材料，如鋼質(zhì)材料，硬質(zhì)模具有很多的優(yōu)點，往往被應用在陶瓷等類型的精密模具的制作過程中。

3 快速成型與快速模具制造技術(shù)發(fā)展

和傳統(tǒng)的模具制造相比，快速模具的制作技術(shù)具備很多的優(yōu)勢，比如時間較短、成本低廉以及精準度高等。傳統(tǒng)模具的制造時間大約需要兩到三個月的時間，在制作一些比較復雜的模具時，如有的模具需要使用其他工具進行加工，比如刀具，還有的模具需要使用數(shù)控機床做進一步的加工，這些模具的制作往往需要耗費很多的時間?？焖倌＞咴诙虝r間內(nèi)就能制作完成，這是因為快速模具時在原型件的基礎(chǔ)上進行的，一般只需要花費4 d 左右就能完成，極大地減少了時間成本。傳統(tǒng)模具在制作過程中，可能會使用一些工具和設(shè)備，時間久了，這些工具和設(shè)備也會出現(xiàn)不同程度的磨損，精準度出現(xiàn)偏差，這就需要對工具和設(shè)備進行更換。而對于快速模具制造來說，只需要在不同條件下對材料的收縮進行合理的掌控，就能控制好精準度。傳統(tǒng)模具在進行具體制造時，往往會使用電極，會產(chǎn)生損耗和廢料，材料成本較高。快速模具在實際的制作過程中，往往不需要借助其他的工具，也不會產(chǎn)生多余的消耗和廢料，成本相對較低[5]。

現(xiàn)階段，大部分企業(yè)在制作模具過程中，主要目的就是節(jié)約成本并減少時間。快速模具技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展雖然有了很大的進步，但是，在實際生產(chǎn)過程中還是無法滿足產(chǎn)品需求。因此，為了不斷擴大模具制造技術(shù)的應用領(lǐng)域，就需要不斷更新技術(shù)，將工作重點放在模具材料的研發(fā)上，獲得性能更好的金屬模具。既能有效提升模具的性能，又能節(jié)約成本和時間，提升精準度[6]。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段，我國的快速模具制造技術(shù)已經(jīng)取得了非?？焖俚陌l(fā)展，在模具制造過程中，實現(xiàn)了節(jié)約時間，降低成本，并且有效提升了生產(chǎn)效率，能更好地適應市場發(fā)展的需求，為模具制造企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益。