【正文】 – 根據去掉的粘土層的體積，計算所需調配的硅橡膠體積，再加上一定的損耗，進行硅橡膠的調配。調配均勻后，放入抽真空裝置中排除硅橡膠混合體中的氣泡。脫泡后進行硅橡膠澆注。 ? (4)硅橡膠固化。 – 將澆注好的硅橡膠模具在室溫下固化或加熱固化。待硅橡膠不粘手后，取出原型，繼續(xù)在室溫下或加熱使硅橡膠充分固化。 ? (5)修型。 – 取出原型后，如果發(fā)現(xiàn)模具有少量缺損，可以用新調配的硅橡膠修補，并經固化處理即可，如圖 f所示。 硅橡膠模具澆注樹脂件 ? 對于批量不大的注塑件生產，可以采用 RP原型快速翻制的硅橡膠模具通過樹脂材料的真空注型來實現(xiàn)，這樣，能夠顯著縮短產品的制造時間，降低成本，提高效率。 ? 對于沒有細筋、小孔的一般零件，采用硅橡膠模具澆注樹脂件可制作制品達到 50件。 清洗 膠模 樹脂 計量 組合 膠模 噴離 型劑 取注 型品 硬化 真空 鑄型 脫泡 混合 完成 采用硅橡膠模具進行樹脂材料真空注型的工藝流程圖 ? (1)清理硅膠模，預熱模具。 ? (2)噴灑離型劑，組合硅膠模具。 ? (3)計量樹脂。 ? (4)脫泡混合，真空注型。 ? (5)溫室硬化，取出制件。 ? (6)制件后處理。 二、環(huán)氧樹脂快速模具 ? 環(huán)氧樹脂快速制模即借用金屬澆注方法，將已準備好的澆注原料(液態(tài)的環(huán)氧樹脂與有機或無機材料復合而成的基體材料 )注入一定的型腔中使其固化 (完成聚合或縮聚反應 )，從而制得模具的方法。 ? 樹脂澆注法工藝簡單、成本低廉，樹脂型模傳熱性能好、強度高，且型面不需加工，適于注塑模、薄板拉伸模、吹塑膜及發(fā)泡成型模等。 ? 工藝過程 為： – 制作原型 —— 表面處理 —— 設計、制作?？?—— 選擇、設計分型面 —— 在原型表面、分型面刷脫模劑 —— 刷膠衣樹脂 —— 澆注凹模 —— 澆注凸模。當凹模制造完成后，倒置，同樣需要在原型表面及分型面上均勻涂脫模劑及膠衣樹脂，分開模具。 ? 在常溫下澆注的模具，一般 1～ 2天基本固化定型，即能分模。與傳統(tǒng)注塑模相比，成本只有傳統(tǒng)方法的幾分之一，生產周期大大減少。 ? 模具壽命不及鋼模，但比硅膠模高。 環(huán)氧樹脂制模工藝流程 ? (1)模型準備 ? (2)底座制作并固定原型 ? (3)涂脫模劑 ? (4)澆注樹脂 ? (5)去除底座并進行另一半模的制作 ? (6)樹脂硬化并脫模 ? (7)模具修整并組裝 第九章 用快速成型件制作硬模具 ? 所謂硬模具（ Hardtooling）是指 金屬模具 、陶瓷模具 、 石膏模具 等。 ? 硬模具的 制作方法有兩種： – 直接制模 和 間接制模 。 ? 硬模具可用于砂型鑄造、消失模的壓型制作、注塑模以及簡易非鋼質拉深模等。 快速制造金屬模具的工藝路線 設 計 模 型 原型 原型 原型 原型 原型 復制被 加工原型 復制石墨電極 復制陶瓷型 復制消失型 直接成形 熔射、電極 金 屬 模 具 鑄造 FDM 一、間接 RT技術制作硬模具 ? 可分為 – 金屬面硬背襯模具 – 用熔模鑄造法制作的金屬模 – 用芯模鑄造法制作的金屬模 等種類 。 ? 主要為 金屬面硬背襯模具 ， 即 – 以快速成形件作母模 ， 用電弧噴鍍法在母模表面噴鍍形成 ~ ， 然后移去母模 ， 在殼的背面注入金屬基合成材料 （ 液態(tài)金屬 ） 或環(huán)氧樹脂 ， 形成所謂金屬面 、 硬背襯模具 。 1. 電弧噴涂快速制模技術 ? 電弧噴涂制模技術是將兩根帶電的制模專用金屬絲通過導管不斷地向前輸送，金屬絲在噴槍前端相交形成電弧，金屬絲經電弧熔化，在壓縮空氣的作用下，將熔化的金屬霧化成金屬微粒，并以一定的速度噴射到樣模表面，一層一層地相互疊加堆積而形成高密度、高結合強度的金屬噴涂層，即模具型腔的殼體 (或實體 )。這層殼體的內壁形狀與樣模表面完全吻合，從而形成了所需的模具型腔。噴涂形成的金屬殼體與其他基體材料填充加固，結合成一整體，再配以其他部件，即組成一付完整的模具。 ? 這種制模方法類似于電鑄制模，但又不完全相似。它制模工藝簡單，容易掌握，模具制作周期短，費用低，對比制作同一形狀尺寸的鋼模，制模周期和模具費用均可降低 60％以上。 電弧噴涂快速制模優(yōu)點 ? 加工生產塑料用模具的方法通常有：機械加工、金屬鑄造、鍛造成型、數(shù)控仿形、真空蒸鍍鎳殼等方法。同其他幾種方法相比，電弧噴涂制模技術具有如下 優(yōu)點 ： – (1)不論原模的材料是金屬、木材、或塑料制品，所得到的模具型腔線條輪廓清晰，外形尺寸不變，因噴涂時原模的表面溫度一般不超過 60~C，因此沒有熱應力引起的變形問題。 – (2)制模效率高，大大縮短制模周期。 – (3)尺寸不受限制，小至硬幣的尺寸，大至制造汽車內頂蓬真空成型模具 – (4)使塑料生產線能迅速更改產品的品種，符合市場的變化要求。 – (5)設備投資小，經濟效益好。隨著加工時間的增加，用此方法加工模具的成本優(yōu)勢就越顯著。同其他方法相比，此方法成本可節(jié)省 2— 20倍。 ? 電弧噴涂制模是一種典型的快速制模技術，具有 制模工藝簡單、制作周期短、 型腔表面及其精細花紋一次同時形成 、模具成本低等顯著特點，特別適用于小批量、多品種的生產使用。 國內外節(jié)水灌溉用滴頭就是采用這種制造技術來實現(xiàn)的。 電弧噴涂快速制模技術 ? 金屬噴涂法工藝簡單、周期短，型腔及其表面精細花紋可一次同時成型，耐磨性能好，尺寸精度高。 ? 存在的問題： – 在制作過程中要注意解決好涂層與原型表面的貼合和脫離間題。 ? 目前該技術 主要用于塑料模具 上，少量應用于 粉末射出成型模具 及 鑄造用射蠟模具 。 電弧噴涂制模原理和工藝流程 電弧噴涂制模的工序 ? (1)模型準備 (清理模型表面、刷脫模劑 )。 ? (2)在模型上噴涂金屬。 ? (3)制作模具框架。 ? (4)澆注模具的填充材料。 ? (5)脫模、加工處理。 ? 按制作上半模的程序制作下半模。 ? 在制模中還會涉及到其他一些問題，如噴涂規(guī)范，澆注時是否需加冷卻水管，是否需加鑲嵌等，都應根據實際情況而定。 電弧噴涂設備 ? 電弧噴涂工作系統(tǒng)一般由噴涂電源、送絲機構、噴槍和壓縮氣體等系統(tǒng)組成。 電弧噴涂材料 ? 用于電弧噴涂制模的材料，在滿足低熔點、低收縮率的情況下，應盡可能具有較好的力學性能和較致密的涂層組織。 ? 選擇電弧噴涂材料時，既要考慮所得到的涂層具有足夠高的硬度，良好的抗壓、抗彎等力學性能，可以在實際中應用；又要兼顧涂層材料的熔點不要太高。 ? 通過對涂層的顯微組織分析，對涂層的硬度、抗拉、抗彎強度等力學性能的測試，常采用 Al、 Zn基絲材做為噴涂材料。 ? 目前市場提供的電弧噴涂用絲材有鋁、鋅、銅、鎳、不銹鋼、鋁青銅、巴氏合金、復合絲等許多品種。 ? 電弧噴涂用絲材 ? 目前市場提供的電弧噴涂用絲材有鋁、鋅、銅、鎳、不銹鋼、鋁青銅、巴氏合金、復合絲等許多品種。 ? 高熔點金屬，如鋼、鎳、銅等在噴涂時涂層收縮率、熱應力、孔隙率都比較大，涂層容易開裂、翹曲、剝落。 ? 目前只有低熔點的鋅、鋁絲材適合用于模具制造。 電弧噴涂絲材直徑的選擇 ? 國內電弧噴涂中采用的噴涂絲材直徑主要有兩個系列 ， 一個是 216。2mm系列 ， 另一個為 216。3mm系列 。 噴涂絲材直徑不同 ，對送絲機構和噴槍設計將有不同要求 ， 同時也將影響到噴涂和涂層性能 。 – 216。3mm絲材適用于大面積的電弧噴涂作業(yè)中 。 – 同種材料絲材 ， 216。2mm絲材的噴涂規(guī)范要比 216。3mm絲材寬 ， 同一種規(guī)范條件下 ， 216。2mm絲材的表面更致密 、 更光滑 。 216。2mm絲材在小電流時仍能正常噴涂 ， 且涂層表面光潔 、 拋光性能好 。 小電流下噴涂 ， 涂層熱輸入量小 ， 因而涂層殘余熱應力減小 ， 這正是電弧噴涂制模及零件修復工藝所要求的 。 216。2mm管狀絲材在噴涂中顯示出更大的優(yōu)勢 。 這是因為絲材越細 ， 管狀絲里面的藥粉混合得就越均勻 ， 噴涂時藥粉熔化和冶金反應進行得就越充分 ， 涂層質量越好 。 電弧噴涂模具的基本結構 ? 電弧噴涂模具的基本結構可分為三部分 ， 即 金屬噴涂層 、 背襯層 和 鋼結構 部分 。 ? 從上述分析可見 ， 電弧噴涂模具表層由噴涂層(如鋅合金 )、 內部由背襯層 (如鉍錫合金 )構成 ，因此能夠合理利用各種性能材料 ， 從外到內 ， 材料呈梯度分布 。 這是傳統(tǒng)制模方法所不能做到的 。 噴涂母模的預處理 ? 要成功地將低熔點金屬噴涂到非常精細的母模模型表面上，很大程度取決于對溫度敏感的母模模型材料。對母模模型材料要求清潔無污、氣密性好，模型材料應易于拋光。噴涂前，先用清潔劑去掉模型表面油污，再涂上薄薄的防護劑，干燥后即可進行噴涂。 型腔表面材料 預處理方法 預處理材料 注意事項 金屬 磨光、機加工 清潔劑、表面防護劑 充分預熱磨光面 木面 密封面拋光 清潔劑、表面防護劑 表面不應有滲透現(xiàn)象 硅橡膠 涂表面防護劑 石膏 密封面磨光 皮革 對皮革粒面進行處理 清潔劑、表面防護劑 用軟肥皂在其表面印一下， 觀察肥皂表面的粒度 熱固性樹脂 用一般方法稍微處理， 光滑自然 清潔劑、表面防護劑 熱塑成型 用一般方法稍微處理， 光滑自然 清潔劑、表面防護劑 檢查成型品有無缺陷，較薄的殼體需采取保護措施 粘土 光滑自然 表面防護劑 對母模的其它預處理 ? 在實施電弧噴涂之前 ， 還應注意對母模進行必要的其它預處理： – 1)放置金屬輔助嵌件 。 – 2)噴涂前清潔處理 。 – 3)側面開孔 。 – 4)澆口和流道 。 – 5)支承架 。 – 6)支承材料 。 – 7)模具排氣 。 – 8)除塵 。 脫模劑的選用 ? 利用電弧噴涂技術制作模具 ， 既要求金屬微粒均勻致密地貼敷到樣模表面 ， 又要求形成殼體后能順利 、 完整地從樣模上分離下來 ， 而且在噴涂過程中要保護好樣模 ，使其表面花紋能經得起噴涂金屬微粒的沖擊 。 ? 常用的脫模劑有硬脂酸鋅、液體石蠟、硅油、聚乙烯醇等。其中，聚乙烯醇最適合于電弧噴涂制模工藝 型腔殼體的電弧噴涂的控制因素 1)對噴涂環(huán)境的控制 。 2)噴涂層厚度的控制 。 3)噴涂均勻性的控制 。 4)母模表面溫度的控制 。 模具基體填充材料制備與澆注 ? 填充基體必須具有易成型的特點 ， 要有一定的耐熱性 ， 同時導熱性及熱脹系數(shù)應與金屬噴涂層相近 ， 特別是當模具工作溫度較高時更應注意 。 ? 1)環(huán)氧樹脂 、 固化劑與鋁粉的配比計算 。 2)模具基體填充材料的制備與澆注 。 ? 環(huán)氧樹脂增多，固化后的填料的抗壓強度會提高，并且表現(xiàn)韌性斷裂特征，試樣只有壓縮變形，沒有斷裂破壞，但熱導率會降低；金屬粉含量增多，填充材料的抗壓強度降低，并表現(xiàn)脆性斷裂特征，試詳呈斜面剪切破壞，但填充材料熱導率提高。 電弧噴涂制模的關鍵技術 ? 快速成型和電弧噴涂相結合的模具快速制造方法其步驟為： 1)激光快速成型機快速成型零件原型 。 2)用電弧噴涂方法在原型零件表面噴涂 l一 3mm厚的金屬殼 。 3)在金屬殼背后用環(huán)氧樹脂等材料加固 。 4)取出原型零件即得到表面為金屬的模具 。 ? 原型零件成型 、 噴涂 和 金屬噴涂層加固 是關鍵 。 1)RP原型制作 ? a)提高產品 3D模型的建模精度 。 ? b)對 RP原型進行后處理 ， 包括對原型表面進行修整 、 打磨 、 拋光 。 2)硅膠模和過渡模的制作 ? 電弧噴涂時金屬微滴溫度很高 ， 直接在 RP原型上噴涂會損壞原型 (一般要保存原型 )， 因此要制作能精確復制原型模樣的硅膠模 ， 再用硅膠模翻制耐高溫的過渡基模 ， 在過渡基模上噴涂金屬層 。 過渡基模在硅膠模上翻制 ， 要求具有一定的強度 、 耐熱性和較好的潰散性 。 常用的材料有水泥 、 石膏 、 石墨 、 陶瓷 、金屬等 ， 制作時要防止過渡基模變形和開裂 。 3)金屬殼的制作 4)噴涂工藝參數(shù)選擇 電弧噴涂制模的工藝參數(shù)控制 ? 采用合理的電弧噴涂工藝參數(shù) ， 可獲得良好的噴涂效果 ， 使涂層具有較高的結合強度 、 微觀硬度 、 宏觀硬度和耐磨性及較小的孔隙率 。 ? 電弧噴涂工藝參數(shù)主要有 電壓 、 霧化氣壓 、 噴涂距離和噴槍移動速度 等 。 電弧噴涂模具的注塑應用 ? 應該針對金屬噴涂模具的特點，適當?shù)卣{整注塑工藝參數(shù)。 (1)注射壓力 (2)鎖模力 (3)模具溫度控制 (4)保壓壓力和保壓時間 2. 電鑄制模法 ? 電鑄模是一種結合快速原型和傳統(tǒng)電鑄的快速模具技術，原理和制造過程與金屬噴涂法比較類似， 采用電化學原理，通過電解液使金屬沉積在原型表面上，再背襯其他充填材料來制