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模具快速制造

虽然快速成形技术问世时间不长,但由于它对制造业带来的巨大效益使得这一技术的应用日益广泛，特别是给模具的设计与制造带来了一次飞跃。快速原型技术可精确制作模具的型心和型腔，也可直接用于注射过程制作塑料样件，以便发现和纠正出现的错误。由于快速原型制造这一新技术的应用,使模具的设计与制造逐步趋向于数字化、快速化，使模具制造在缩短周期，降低成本的进程中，大大前进了一步。

快速制模技术大都是依据快速成型制作的实体模型即样模(母模)采用拷贝方式(如金属喷涂、电镀、复合材料浇注、精铸等)来快速制造模具主要工作零件(凸、凹模或模腔、模芯)的，其制造周期一般为传统的数控切削方法的1/5～1/10，而成本却仅为其1/3～1/5。

根据模具材料、生产成本、rp原型的材料、生产批量、模具的精度要求已开发出多种多样的工艺方法。

目前的快速制模方法大致有间接制模法和直接制模法，基于rp快速制造模具的方法多为间接制模法。依据材质不同，间接制模法生产出来的模具有软模、桥模和硬模。

软模(softtooling)通常指的是硅橡胶模具。用sla、fdm、lom或sls等技术制作的原型，再翻成硅橡胶模具后，向模中灌注双组份的聚酯，固化后即得到所需的零件。

桥模(bridgetooling)通常指的是可直接进行注塑生产的树脂模具。采用树脂模具与传统注塑模具相比，成本只有传统方法的几分之一，生产周期也大大减少。模具寿命不及钢模，但比硅胶模高，可达1000～5000件，可满足中小批量生产的需要。

硬模(hard tooling)通常指的就是钢质模具，即用间接方式制造金属模具和用快速成形直接加工金属模具。

sla敏树脂选择性固化是采用立体雕刻(stereolithography)原理的一种工艺，简称sla，也是早出现的、技术成熟和应用广泛的快速原型技术。

在树脂液槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时，可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度，聚焦后的激光束，在计算机的控制下，按照截面轮廓的要求，沿液面进行扫描，使被扫描区域的树脂固化，从而得到该截面轮廓的塑料薄片。然后，工作台下降一层薄片的高度，以固化的塑料薄片就被一层新的液态树脂所覆盖，以便进行第二层激光扫描固化，新固化的一层牢固的粘结在前一层上，如此重复不已，知道整个产品成型完毕。后升降台升出液体树脂表面，即可取出工件，进行清洗和表面光洁处理。

光敏树脂选择性固化快速原型技术适合于制作中小形工件，能直接得到塑料产品。主要用于概念模型的原型制作，或用来做装配检验和工艺规划。它还能代替腊模制作浇铸模具，以及作为金属喷涂模、树脂模和其他软模的母模，使目前较为成熟的快速原型工艺。

sla快速原型技术的优点是：

1、 系统工作稳定。系统一旦开始工作，构建零件的全过程完全自动运行，无需专人看管，直到整个工艺过程结束。

2、 尺寸精度较高，可确保工件的尺寸精度在0.1mm以内。

3、 表面质量较好，工件的上层表面很光滑，侧面可能有台阶不平及不同层面间的曲面不平。

4、 系统分辨率较高，因此能构建复杂结构的工件。

sla快速原型的技术缺点：

1、 随着时间推移，树脂会吸收空气中的水分，导致软薄部分的弯曲和卷翅。

2、 -激光管的寿命仅3000小时，价格较昂贵。同时需对整个截面进行扫描固化，成型时间较长，因此制作成本相对较高。

3、可选择的材料种类有限，必须是光敏树脂。由这类树脂制成的工件在大多数情况下都不能进行耐久性和热性能试验，且光敏树脂对环境有污染，使过敏。

4、 需要设计工件的支撑结构，以便确保在成型过程中制作的每一个结构部委都能可靠定位。

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