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逆向工程及快速成型原理講義__rt篇-在線瀏覽

2025-04-11 21:23本頁面
  

【正文】 脫模劑應(yīng)該涂得盡可能地薄 , 并且盡可能均勻地涂 2~ 3遍 , 以防止漏涂和涂不均勻 。 有時 , 為了使其與環(huán)氧樹脂連接更好 ,還應(yīng)打毛其表面 , 或?qū)⑵渥鳛殍偳督Y(jié)構(gòu) 。 采用真空混料機可以有效地防止氣體的混入 。 ?去除底座 并進行 另一半模的制作 – 待樹脂混合物基本固化后 , 將模具小心的翻轉(zhuǎn)過來并移走底座 , 搭建另一半模的模框 , 噴灑脫膜劑 , 同樣過程澆注另一半模具 。 – 環(huán)氧樹脂的硬化過程可以在一定 壓力 下進行 。由于光固化樹脂的力學(xué)性能較低 , 而且大部分做成中空結(jié)構(gòu) ( 為了提高制造速度并節(jié)約樹脂材料 ) , 因此壓力不能太高 。 – 當(dāng)環(huán)氧樹脂完全硬化后 , 采用頂模桿或?qū)S闷鹉Qb置將原型從樹脂模具中取出 ,如圖所示 。 修整包括局部環(huán)氧樹脂補貼和鉗工打磨等 。 橋 模 ?鋁填充環(huán)氧樹脂模 ?制造工藝 ?正母模 ? 一個工步 ? 母模 、 樹脂模都較硬 , 對較復(fù)雜零件必須適當(dāng)增加拔模斜度 , 保證順利脫模 ?負(fù)母模+中間硅橡膠軟模 ? 負(fù)母模設(shè)計 、 制造較困難 ? 易于脫模 ? 二工步 , 尺寸誤差增大 ?正母模+兩次中間硅橡膠軟模 – 工序較多 , 尺寸誤差增大 橋 模 正母模 :形狀與最終零件相同,考慮了收縮補償 負(fù)母模 :形狀與最終零件相反,考慮了收縮補償 ?鋁填充環(huán)氧樹脂模 ?制造過程 ( 正母模 ) ?有真空條件 – 制造母模和分型板 – 母模表面涂覆脫模劑 – 母模 、 分型板置于型框中 – 設(shè)置冷卻管 – 配備模具材料 ( 精細(xì)研磨鋁粉和雙組分熱固性環(huán)氧樹脂 ) ,真空脫泡 – 真空澆注 , 固化 – 拆分 , 重復(fù)過程澆注另一半模 – 檢查型芯型腔 – 定位 、 加工澆注孔 、 安裝推料板 /推料桿 /冷卻管 、 裝配至標(biāo)準(zhǔn)模架 – 熱塑性塑料注射成型 橋 模 ?鋁填充環(huán)氧樹脂模 ?特點 ?與傳統(tǒng)注塑模相比 , 省略了模具設(shè)計 、 數(shù)控加工和熱處理三個耗時費錢的過程 , 成本大大降低 , 生產(chǎn)周期大大縮短; ?模具壽命可達(dá) 100- 1000件 , 對形狀簡單零件可達(dá)5000件 , 可滿足中 、 小批量生產(chǎn)需要 。 橋 模 ?SLA成形的樹脂殼-鋁填充環(huán)氧樹脂背襯模 ?Direct AIM方法: ?要有較長的注塑循環(huán)周期 , 合適的脫模劑和拔模斜度 ?成型周期長 4- 5min( 樹脂熱導(dǎo)率低 ) ?大型 ACES鑲塊的快速成形時間長 30- 40h ?Direct AIM鑲塊的物理強度不高 ?Direct AIM模具表面較軟 , 抗磨損性較差 橋 模 ?SLA成形的樹脂殼-鋁填充環(huán)氧樹脂背襯模 ?ACES型芯 /型腔殼+背襯填充 AFE/Al ?更短的 SLA制造時間 ?更有效的熱導(dǎo)率 ?更好的抗壓強度 ?更低的成本 ?注塑循環(huán)周期縮短 ?模具壽命延長 橋 模 ?直接制造 ?金屬粉末 SLS成形直接制造金屬模具 , 但目前 精度難以滿足要求 ?間接制造 ?先利用快速成形技術(shù)加工出非金屬材料的 原型 ,然后借助其他技術(shù)將其 翻制 成金屬零件或金屬模具 硬 模 硬 模 ?直接加工金屬模具 ?SLS燒結(jié) ?單一金屬粉末直接燒結(jié) , 一般為青銅基粉末 ?熔點差異較大的兩種金屬粉末燒結(jié)+液相燒結(jié) ?金屬粉末 /樹脂燒結(jié)+降解聚合物+高溫二次燒結(jié)+滲金屬 ?LOM成形 ?成形材料為金屬箔 , 可直接加工出鑄造用 EPS氣化模 ?FDM成形 ?成形材料為金屬材料 硬 模 ?KeltoolTM法快速制模技術(shù) ? KeltoolTM法快速制模技術(shù)由美國 3D Systems公司開發(fā)成功,后轉(zhuǎn)讓給美國 Keltool公司。 ? KeltoolTM法基本原理及工藝流程 ? 首先以三維 CAD軟件設(shè)計概念原型(包括型腔和型芯)并保存為 STL文件,然后將 STL格式文件傳送至快速原型系統(tǒng)來制造原始 原型 ; ? 然后利用原始原型制得 硅橡膠軟模 ; ? 接下來在真空無壓狀態(tài)下向硅橡膠軟模內(nèi) 澆注 由兩種不同成分,不同粒徑組成的 雙形態(tài)混合金屬粉末 與 有機樹脂粘結(jié)劑按一定比例組成的混合物, 固化原型 后制得待燒結(jié)坯; ? 然后將待燒結(jié)坯放置于有氫氣氣氛的燒結(jié)爐內(nèi)進行 燒結(jié) ,在燒結(jié)過程的低溫階段,粘結(jié)劑被燒除并由流動的氫氣帶走; 硬 模 ?KeltoolTM法快速制模技術(shù) ? KeltoolTM法基本原理及工藝流程 (續(xù) ) ? 再繼續(xù)升溫?zé)Y(jié),將純金屬粉末燒結(jié)在一起,從而制得孔隙分布均勻的骨架狀坯體; ? 最后,向骨架狀坯體中滲入另一種金屬(一般為銅),使之成為完全致密的金屬模具。比如由 A6模鋼粉末及碳化鎢粉末組成的雙形態(tài)混合鐵粉作為基體并經(jīng)過滲銅致密和熱處理后得到的鋼質(zhì)硬模,硬度可達(dá) 4650Rc。 與簡單地采用單一形態(tài)的粉末相比 , 這種雙形態(tài)混合顆粒的優(yōu)點如下: – 粗細(xì)粒徑比大于 7, 因此雙形態(tài)包的 密度高 得多 。 – 粘結(jié)劑的密度小的多,在還原爐中需要去除的 粘結(jié)劑較少 。 – 充分發(fā)揮了各組分的特點 ,粒徑較小的 WC顆粒能提高表面光潔度,且能改善鑲塊的耐磨性,粒徑較大的 A6工具鋼顆粒則可以提供良好的韌性。 ?其硬度為 3034Rc,熱處理后為 4650Rc,具有 非常好的模具壽命 ,可達(dá) 1百萬件以上。 ?只要溫度控制精確,可以將 燒結(jié)和滲銅連續(xù)進行 ,節(jié)約成本,縮短制作時間,而且減少因溫度變化而引起的收縮和變形。 ?所用母模(模具負(fù)型)沒有足夠的強度和硬度,故 成形的模具精度不夠高 。 硬 模 ?KeltoolTM法快速制模技術(shù) ?KeltoolTM法的 應(yīng)用 ?適合生產(chǎn) 低公差、精細(xì) 的模具,其尺寸精度為 250mm土 。該成型技術(shù)是依據(jù) Texas大學(xué)獲得的專利技術(shù)為基礎(chǔ)致力于粉末類快速原型機器的研發(fā)與生產(chǎn)之后開發(fā)成功的。粘結(jié)劑為熱塑性聚合物,顆粒粒徑約為 5μm ,被預(yù)先包裹在低碳鋼粉顆粒上;低碳鋼粉顆粒粒徑約為 55μm 。半成品強度僅為 3MPa,因此必須小心處理,以免損傷薄弱部位。將半成品置于含有 25%氫氣和 75%氮氣的電爐中。氧化過程存在少量的碳渣,它會起膠粘作用,暫時協(xié)助粘合鋼粉顆粒。 硬 模 ?Rapid toolTM法快速制模技術(shù) ?RapidToolTM工藝原理及流程(續(xù)) ?將鋼骨架半成品進行 滲銅處理 。 ?最后再將此全致密的模具進行一些 后處理 的工作如加工入料孔、冷卻水孔、頂出孔等,便完成了用于注射成型模具型芯的制作,然后直接安裝在模座上,便可以在注射成型機上進行批量制品的生產(chǎn)。 ?優(yōu)點 ? 制作過程快速 (約 5~15工作日 ); ? 模具型芯中含有 40%或 45%的銅 , 注射模具的 冷卻效果好 , 循環(huán)時間可大大縮短; ? 模具 壽命長 ; ? 可使用傳統(tǒng)工具進行機加工 。 硬 模 ?Rapid toolTM法快速制模技術(shù) ?RapidToolTM制模材料及設(shè)備 ?DTM公司的 Sinterstation2500快速成型系統(tǒng)所使用材料最初是一些熱塑性材料,如 PVC、 PC、尼龍、蠟粉,以及用于制作殼型熔模鑄造模型的材料,后來成型材料又?jǐn)U展,現(xiàn)在可以成型的材料包括三大類:丙烯酸基粉末( True Form PM)、由尼龍與玻璃珠強化尼龍組成的合成材料、聚合粘結(jié)劑預(yù)包裹的低碳鋼粉粒(例如: Rapid )。 ?DirectToolTM工藝原理及流程 ?與 RapidToolTM大體相似。 ?同樣截面的輪廓,計算機據(jù)此信息有選擇性地?zé)Y(jié)粉末材料,形成一系列具有一個微小厚度的片狀實體,逐層堆積,形成原型件;然后再 將原型件滲入適量的環(huán)氧樹脂 ,以提高制件的抗彎強度。 硬 模 ?Direct ToolTM法快速制模技術(shù) ?DirectToolTM工藝材料 ?DirectMetal 銅 鎳基混合粉 – 該合金混合粉末材料為瑞典 Electrolux公司開發(fā)的青銅和鎳合金粉末,具體成分為 75%青銅( Cu90% Sn1
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