快速模具技術(shù)論文(2)
快速模具技術(shù)論文
快速模具技術(shù)論文篇二
快速模具制造技術(shù)研究與發(fā)展
摘要:快速制模技術(shù)、制造技術(shù)與發(fā)展趨勢下面作了簡要介紹;并在此基礎(chǔ)上,把它的特點、優(yōu)勢、適用范圍和應(yīng)用前景進行了討論和未來展望??焖僭图夹g(shù)的形式,基本原則和技術(shù)應(yīng)用在模具制造,快速模具技術(shù)分析(RT)的發(fā)展前景和意義。
關(guān)鍵詞:快速模具制造技術(shù);研究;開發(fā)
中圖分類號:TG76 文獻標識碼:A
隨著中國逐步從計劃經(jīng)濟到市場經(jīng)濟并加入WTO,市場競爭將更加激烈,企業(yè)要生存和發(fā)展,我們必須不斷提高自己的競爭力,加強管理也必須推出多款先進的制造技術(shù)。模具是重要的工業(yè)產(chǎn)品是把工業(yè)設(shè)備一體成型,由于模具零件,具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、節(jié)約原材料和低成本的一系列的好處,因此在很大程度上決定了模具企業(yè)在市場競爭中的應(yīng)變能力,成型已成為一個重要手段,現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品和工藝的開發(fā)。
一、快速成型技術(shù)
它的快速原型設(shè)計的基本原則應(yīng)該是屬于離散/堆積成形,具體目標是三維CAD模型,計算機將迅速轉(zhuǎn)化為具體的物質(zhì)構(gòu)成的三維物理樣機,這是第一個在CAD建模系統(tǒng)取得一個三維CAD模型(通過測量儀器或測量的物理形狀和大小,然后轉(zhuǎn)化為CAD模型),然后對數(shù)據(jù)進行處理的模型。在一個方向(例如Z方向)的平面“分層”的處理,然后堆疊部分,最后堆積到原來的三維零件。如下圖:
首先,部件的幾何形狀,是輸入到計算機圖形系統(tǒng)(如CAD);其次,計算機表示的幾何模型被分為2塊,每個劃分層中的信息層的1/2的二維表示的平面體部分的厚度非常小的,然后,在這個過程中,在平面部分是一層沉積或粘合在一起,此粘合工藝形成所需的實體的對象的幾何形狀,它是一個連續(xù)的內(nèi)部和兩個外部部分內(nèi)部區(qū)域被分為主體部分,和外部區(qū)域中的快速原型技術(shù)中起著作用在所述支撐結(jié)構(gòu),下面詳細介紹快速成型的特點:
(1)、快速性通過STL格式文件,RPM系統(tǒng)幾乎可以與所有的CAD造型系統(tǒng)無縫連接,從CAD模型到完成原型制作通常只需幾小時到幾十小時,可實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)的快速閉環(huán)反饋。
(2)、高度柔性快速成型系統(tǒng)是真正的數(shù)字化制造系統(tǒng),它取消了工裝夾具,系統(tǒng)不作任何改變和調(diào)整即可完成不同類型的零件的加工制作,特別適合新品開發(fā)或單件小批量生產(chǎn)。
(3)、與復(fù)雜程度無關(guān)性零件制造周期和制造成本與零件的形狀和復(fù)雜度無關(guān),而只與其凈體積有關(guān)。
(4)、高度集成化用重復(fù)的三維掃描成型復(fù)雜的三維零件,避免了數(shù)控加工的復(fù)雜編程步驟。從根本上克服了CAD/CAM集成時,CAPP這一瓶頸問題,從而實現(xiàn)高度自動化和程序化。
二、快速成型技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用
1、快速原型的快速制造模具技術(shù)的過程
(1)、軟成型技術(shù),包括使用各種快速成型技術(shù)的SLS 與LOM,可直接轉(zhuǎn)換為CAD模型虛擬模型與金屬原型,在許多情況下,有一定的機械性能,可以用來作為一種軟模具,塑料件小批量生產(chǎn)。
(2)、準直的快速模具制造,在這里主要是指直接通過準RP技術(shù)生產(chǎn)模具,還需要更多的后續(xù)工作,可用于生產(chǎn)的工件,主要的方法是由RP金屬涂有粘接劑的粉末,金屬的懸浮液中,與金屬顆粒的塑料絲模壓成半成品,然后去除后的粘合劑和隨后的滲透過程以生產(chǎn)金屬模具。該模具可以用于塑件和蠟生產(chǎn)的介質(zhì)數(shù)量。
(3)、直接快速模具制造技術(shù)可以直接從RP的系統(tǒng)中,高密度的金屬模,典型的激光燒結(jié)的金屬粉末成型技術(shù):其中包括兩個過程的方法:第一,高功率激光燒結(jié)金屬粉末成型方法,即利用高功率激光(1000W以上)掃描金屬粉末燒結(jié),一層一層的疊加成型,成型后的表面處理(打磨,精加工)來完成模具制作,模具制造,壓鑄,鍛造模具;第二,混合金屬粉末激光燒結(jié)法,即兩個金屬粉混合物,其特征在于,熔點低,從粘合劑的作用。
(4)、間接快速制模技術(shù)(IRT)RP方法所涉及的技術(shù)包括LOM、SLS 、SLA 、FDM等等,它有兩種成型方法:第一種是通過RP方法,形成一個木制的模具或樹脂模型,然后通過用硅橡膠模具的模型,電極形成,金屬和其他傳統(tǒng)的模具制造方法來生產(chǎn)模具,二是通過RP技術(shù)生產(chǎn)的模具(蠟?zāi)?,消失?和模具(砂或外殼),結(jié)合生產(chǎn)的金屬模鑄造技術(shù)。
2、常用的間接快速制模技術(shù)有以下幾種:
(1)、噴涂法RP使用金屬噴槍,以形成金屬硬殼原型層被分離下來,與鋁粉末填充的環(huán)氧樹脂或硅橡膠的支持,可以進行精確的注塑模具。這種方法省去了傳統(tǒng)的加工技術(shù),詳細的圖紙,鍛造,機械切割,電火花,熱處理耗時的部分,它的成本比起傳統(tǒng)方法得到很大程度節(jié)約,生產(chǎn)周期由原來的3~6周,模具壽命可達10,000次。
(2)、研磨方法是環(huán)氧樹脂與碳化硅磨料進行混合,澆注連接到RP原型,固化后的工件中產(chǎn)生的印象,這樣的印象,可以用作壓力振動的方法,研磨工具,用于制造形狀復(fù)雜、高精度、高放電加工表面質(zhì)量使用的石墨電極。這種方法比傳統(tǒng)的CNC加工速度更快,更安全,更可靠,對環(huán)境無污染,成本低的產(chǎn)品,電極可以制造更多的副模具。
(3)、室溫硫化模具是快速、簡單和廉價的品種,小批量生產(chǎn)的塑料部件和石蠟零件在航空航天,體育用品,玩具及裝飾設(shè)備,及其他領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
(4)、真空成型被目前已廣泛應(yīng)用,主要用于真空形成塑料杯,食品包裝,高檔家具,汽車內(nèi)部裝飾部件。由于成形過程中溫度低于54.4 ℃,多個RP原型真空成型可以直接使用,從而有效地減少了生產(chǎn)時間,降低成本。
(5)、RP原型鑄造是據(jù)RP的物理原型(n型)可以變成二氧化硅腔(負),變成陶瓷型(n型)的能力,使用陶瓷是一種可以鑄造金屬(如鋅合金,鈹銅),腔體(負極)的注塑成型。SLS技術(shù)可直接用于生產(chǎn)成型金屬陶瓷模具。
(6)、投資鑄件是RP技術(shù)的最大優(yōu)勢,它能夠迅速生產(chǎn)復(fù)雜形狀的原型,熔模鑄造(脫蠟鑄造)具有復(fù)雜的部分,兩個一起用模型制作的優(yōu)勢,您可以快速創(chuàng)建各種零部件。使用FDM 、SLA、SLS原型制造過程中,如熔模鑄造方法,具有實際用途,并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。
三、快速模具技術(shù)的發(fā)展前景與各行應(yīng)用
1、未來的快速模具制造技術(shù)的發(fā)展趨勢
(1)、提高模具的制造精度;尺寸精度-0.015~ 0.05毫米之間,并具有良好的表面質(zhì)量,減少最終加工和拋光工藝,保證了工藝的經(jīng)濟性。
(2)、努力開發(fā)新材料和新技術(shù),高強度金屬模具間接制造技術(shù)的發(fā)展,以縮短生產(chǎn)周期,降低生產(chǎn)成本。
2、應(yīng)用舉例
如新的火箭發(fā)動機殼體產(chǎn)品的原型,通過常規(guī)的加工方法是難以處理的,必須的通過成型。據(jù)測算,開模時間為8個月,耗資至少300000美元。如果產(chǎn)品的設(shè)計錯誤,要報廢整個模具,如果使用的快速成型方法,用于生產(chǎn)塑料制品的樣品,作為模具母模模具硅膠克隆。硅橡膠固定在母模的鋁標準的模具中,并傾人具有良好的硅橡膠,靜置12 ~ 20小時,完全固化后,打開模具架,沿一預(yù)定的硅橡膠刀剖開的分型線,取出母模鑄造,噴砂,一個合格的外殼鑄件,在短短的兩個月內(nèi)制造出來,經(jīng)過必要的加工,就可以運行裝機容量整個試驗周期短,超過三分之二的傳統(tǒng)方法,節(jié)約成本四分之三。
總之,由于技術(shù)進步,社會發(fā)展和日益激烈的市場競爭中,企業(yè)要生存,我們必須尋找一個快速,高效的生產(chǎn)方法;但是發(fā)展的生產(chǎn)要求與快速成型技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)的興起相比,新產(chǎn)品具有開發(fā)周期短、成本低、靈活的產(chǎn)品設(shè)計優(yōu)勢;基于RP的快速制模技術(shù)已成為現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品和工藝開發(fā)的重要手段;因此,我們必須證明快速模具是由決定速度的快速原型設(shè)計與大規(guī)模生產(chǎn)的一個必要的方式來搶占市場,快速原型技術(shù)可實現(xiàn)更大的經(jīng)濟效益的關(guān)鍵,快速制模技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻:
[1].朱林泉.快速成型與快速制造技術(shù).[M].國防工業(yè)出版社.2003·[2]
[2].金滌塵.現(xiàn)代模具制造技術(shù).[M].北京機械工業(yè)出版社.2001.
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