RPM在快速模具制造中的应用(中)

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　　三、利用RPM技术间接制造模具

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　　根据材质的不同，间接制模法生产出来的模具一般分为软质模具和硬质模具两大类。

　　1.利用RPM原型制造软质模具

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　　软质模具因其所使用的软质材料(如硅橡胶、环氧树脂等)有别于传统的钢质材料而得名。这些软模具可用作试制、小批量生产用注塑模，制造硬模具的中间过渡模和低熔点合金铸造模等。这些软模具具有很好的弹性、复印性和一定的强度，在浇注成形复杂模具时，可以大大简化模具的结构设计，且便于脱模。例如，TEK高温硫化硅橡胶的抗压强度可达12.4～62.1MPa，承受工作温度150～500℃，模具寿命一般为200～500件。一般室温固化硅橡胶构成的软模具寿命为10～25件，环氧树脂合成材料构成的软模具寿命为300件。由于其制造成本低和制作周期短，因而在新产品开发过程中作为产品功能检测和投入市场试运行以及在国防、航空等领域单件、小批量产品的生产方面受到高度重视，尤其适合于批量小、品种多、改型快的现代制造模式。其工艺流程是将快速原型配置浇注系统作为芯模，悬置于模盒内，注入流态硅胶，经真空脱气、固化后沿预设的分型面分开，模具制造即告完成。硅胶模具可以用来制作塑料件和低熔点合金件，寿命只有几十次至上百次。

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　　2.利用RPM原型制造硬质模具

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　　软质模具生产制品的数量一般为50～5000件，对于中大批量的产品，仍然需要传统的硬质模具。硬质模具主要用于砂型铸造、消失模的压型制作、注塑模以及简易非钢质拉伸模。硬质模具制造主要有以下几种方法。

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　　(1)电火花加工法

　　电火花加工法是利用RPM原型制作EDM电极，然后利用电火花加工制作钢模。其制作过程一般为：RPM原型→三维砂轮→石墨电极→钢模。

　　(2)熔模精密铸造法

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　　在批量生产硬质模具时可采用熔模精密铸造法。该方法是利用RPM原型或根据原型翻制的软质模具生产蜡模，然后利用熔模精铸工艺制作钢质模具。大部分的RPM原型都可以作为熔模精密铸造的母模。其工艺路线是：RP原型(中间过渡模)→制作蜡型→熔模铸造→成型/处理→模具。

　　(3)陶瓷型精密铸造法

　　在陶瓷型精密铸造中，通常采用的母模(如木模、石膏模和金属模等)存在着加工困难、精度难以保证、制造周期长、使用寿命短和成本高等问题，因此对于复杂形状的零件将RP原型技术直接用于陶瓷型铸造，可比传统加工方法节省工时，降低成本。其工艺路线是：RP原型→软模→移出母模→浇注/喷涂浆料→浇注金属→成型/处理→模具。

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　　(4)金属熔射喷涂制造法

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　　金属熔射喷涂制造模具的方法是在RP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。用该方法制作的模具机械性能较好，精度也容易保证，可以制作工作压力较高的模具，模具寿命可达1000～30000件。

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　　(5)铝基合成材料制造法

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　　以RP原型为母模，浇注硅橡胶等软材料形成软模具，再在软模具中浇注室温下液态铝基合成材料形成型腔，型腔经后处理制得模具。由于是在室温下浇注，避免了高温熔化金属浇注导致的较大翘曲变形，精度容易得到保证。用这种方法制作的注塑模具寿命一般为500～5000件(取决于被注射成形零件的材料和形状)。