基于LOM技术的注塑模具应用研究(中)

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　　2.2铝填充环氧树脂模

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　　铝填充环氧树脂模具的工艺过程与硅胶模类似，即首先以纸基原型件作为母模，在母模上预设分型面，喷涂脱模剂，浇注由精细研磨铝粉填充的双组分热固性环氧树脂，注意混合与固化过程均要在真空状态下进行，固化后再按上述过程完成另一半的浇注，修整后制成铝填充的环氧树脂模具。它主要用作热注塑模，寿命一般为500～2000件。但环氧树脂类模具普遍存在导热性较差的缺点，导致生产周期加长，生产效率与钢模相比还较低。

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　　2.3金属喷涂模

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　　金属喷涂模具主要包括金属冷喷镀模具和等离子喷镀模具。金属冷喷镀模具的制造工艺是：首先用喷枪在RP原型的表面上喷射雾化了的熔化金属，待液态金属固化后形成厚度约2mm的金属壳层，再经过添加背衬、埋入冷却管道、去除原型等处理后制成模具。喷涂表面的复制性能较好，尺寸精度较高。但与传统金属模具相比还不能使用较大的锁模力，另外导热性差也导致注塑成型周期延长，使用寿命一般为数千件。

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　　等离子喷镀模具的制造工艺的基本原理就是电离气体产生的高温等离子弧熔化的粉末跟随高速火焰流喷射到需要喷镀的工件表面并结成壳层，经处理后制成模具。可以喷镀高熔点金属、非金属材料，具有表面硬度高、变形小、工艺稳定、使用寿命长的特点。

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　　3.基于LOM技术的直接快速制模工艺

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　　LOM技术在直接快速注塑模具方面的应用主要是反应式注塑模具，根据注塑条件的不同又可分为真空注塑和低压注塑两类，下面介绍的就是基于LOM技术的纸基反应式低压注塑模具工艺(以下简称纸基注塑模具)。

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　　3.1纸基注塑模具设计

　　纸基注塑模具设计原理与步骤类似于钢模设计，但考虑到纸基件制作的特殊性以及注塑方式的差异，纸基注塑模具的设计又有其不同的特点。

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　　1)尺寸补偿

　　纸基注塑模具属于直接制模，不存在硅胶模等间接制模工艺在翻制过程带来的累积误差，因此，影响最终注塑件尺寸精度的因素主要有三维CAD模型转换STL文件时的转换精度损失、纸基模具制造误差、纸基模具装配误差、聚氨酯注塑材料收缩率等，在这里需要补偿的尺寸就是聚氨酯材料的收缩率，即在三维软件中对三维CAD模型进行尺寸补偿，这对于尺寸较大的零件来说是必须要考虑的。

　　2)脱模方向确定与分型面设计

　　一般来说，脱模方向在进行三维CAD模型设计时就已经考虑好了，这里需要做的就是综合考虑模具设计、制造的各个环节，进一步确认原设计脱模方向的合理性，如存在问题则可对三维CAD模型进行修改，重新设计脱模方向或模型结构。

　　分型面设计的基本原则与钢模类似，但同时还要考虑纸基件的特殊性以及反应式注塑工艺的具体特点，主要是分型面的设计要符合最大投影面原则，确保注塑件的尺寸精度与表面质量，尽量简化模具结构，便于模具的制造与安装，符合反应式低压注塑的工艺条件，考虑纸基件强度薄弱区域位置与成型方向等方面因素。

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　　脱模方向确定与分型面设计直接与模具结构、模具制造、注塑成型等各环节密切相关，是模具设计成功与否的重要环节之一。

　　3)脱模斜度检查与设计

　　由于纸基模具表面质量比钢模差，又没有硅橡胶模的弹性，因此，除一般的脱模斜度检查外，为了便于脱模，在满足工件尺寸公差要求，或不影响工件结构、功能的前提下，脱模斜度尽可能取大一些，或在模具结构上对不易脱模的部位加以重点考虑。

　　4)抽芯、滑块、顶杆设计

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　　如果零件结构需要，还应像钢模一样设计抽芯、滑块、顶杆等结构，其设计是否合理对于注塑件能否顺利脱模至关重要，也是纸基注塑模具设计的技术关键之一。