【正文】 Pa的抗拉強度、 HB60~80的硬度，用這種材料燒結(jié)的注塑模能注射幾千件塑料件，燒結(jié)的壓鑄模能鑄造幾百件金屬件，而模具無任何磨損的痕跡。 187。 187。 硬 模 ?Direct ToolTM法快速制模技術 ?DirectToolTM工藝材料 ?DirectSteel 鋼 青銅 鎳基混合粉 硬 模 以 DirectSteel合金粉為材料制作的高爾夫球模具及制得的高爾夫球 該套模具可以生產(chǎn)兩千萬個高爾夫球，比傳統(tǒng)的模具提高了 20%的生產(chǎn)效率。該技術由美國圣地亞國家實驗室研究開發(fā)，其成型系統(tǒng)主要由激光能源系統(tǒng)、金屬粉送進系統(tǒng)和惰性環(huán)境保護系統(tǒng)組成。 ?XY平面的成型精度為 ， Z向成型精度為 。 ?該工藝和激光焊接及激光表面噴涂相似，成型要在由氬氣保護的密閉倉中進行。 硬 模 ?激光近成型技術 ?激光近成型技術制模設備與應用 硬 模 某型號 LENSTM成型系統(tǒng)設備 四個金屬粉噴嘴噴射金屬粉且被激光進行熔化的工作現(xiàn)場 ?激光近成型技術 ?激光近成型技術制模設備與應用 ?目前 LENSTM激光近成型工藝可以成型的 材料主要有 316不銹鋼、鎳基耐熱合金 Inconel62 H13工具鋼、鈦和鎢 。另外 LENSTM工藝也可以對一些金屬物件進行 修補 ，例如修補飛機的噴射葉片，可以利用激光將金屬粉末噴涂在葉片損壞的地方。它先 在原型表面電鑄鎳殼 ，然后 設置共形冷卻道 ，再 電鍍銅殼 ，并 澆注背襯 而構(gòu)成的模具。此種模具可批量生產(chǎn)注塑件。 對原型進行涂覆的目的是使原型可以 導電 。當電鑄的鎳殼足夠厚（一般為 2mm）后，從電鑄槽中取出原型及仍與其相連的鎳殼，并將它們置于清水中沖洗，然后晾干。 ?電鑄銅層 – 將電鑄的鎳殼與相連的原模，以及已定位的共形冷卻道，置于銅電鍍槽中，進行鍍銅，這樣注射塑料的熱量可通過鎳殼與銅層，直接傳至冷卻道，然后通過對流而排出，如圖 d所示。因為熱量可通過鎳殼 銅層有效地傳至冷卻道，所以，背襯材料不必是高導熱材料，通常采用低熔點合金或填充鋁環(huán)氧樹脂，后者具有良好的抗壓強度，能在 24h內(nèi)快速固化。 ?取出原型 – 取出原型，將制成的型腔固接于模架中，如圖 f所示。 ?裝配 硬 模 ?ExpressToolTM法快速制模技術 ?ExpressToolTM工藝特點及應用 ?熱導率高 – 鎳 銅復合殼的熱導率大大高于任何品種的模具鋼，因此，能快速冷卻，且有更均勻的模溫分布。 ?能 提高注塑生產(chǎn)率 – 采用鎳 銅復合殼與共形冷卻道后，與傳統(tǒng)機加工的鋼模相比，平均能提高注塑生產(chǎn)率約 33%。 硬 模 ?ExpressToolTM法快速制模技術 ?ExpressToolTM工藝特點及應用 （續(xù)） ?制作周期短 – 制作周期約為傳統(tǒng)機加工鋼模的 1/3~1/2。 ?表面品質(zhì)好 – 電鑄鎳的組織精細，通過拋光能達到很高的光潔度，可用于成型塑料鏡片。 ?基本不受尺寸的限制 硬 模 ?ExpressToolTM法快速制模技術 ?ExpressToolTM工藝特點及應用 硬 模 采用 ExpressToolTM工藝制作的手機機殼體模及注塑件 ?用 SLS方法燒結(jié)鑄型 ?采用 覆膜砂 作材料 ， 燒結(jié)型殼部分 ， 型腔部分仍為未燒結(jié)的粉末 ， 燒結(jié)后去除這些粉末 ? CAD軟件設計三維模型 ， 并將其轉(zhuǎn)化成 STL格式文件 ， 然后將三維模型切片 ， 得到二維截面輪廓 ， 并將其輸入到高溫激光制造 （ HTLM） 系統(tǒng)中； ? ， 使用激光對其燒結(jié) ， 作為基底； ? ， 設置適當?shù)臒Y(jié)參數(shù) ， 按照二維截面輪廓 。 為了得到有較好的表面粗糙度的模具 ， 必須選用 較細的砂粒 和較薄的燒結(jié)層厚度 。 ?其特點是工藝簡單，周期短，型腔及表面精細花紋一次同時形成，省去了傳統(tǒng)模具加工中的制圖、數(shù)控加工和熱處理等昂貴、費時的步驟，不需機加工，模具尺寸精度高，成本低。 硬 模 ?基于快速原型的噴涂法 ?基本過程 ?在快速原型件表面涂脫模劑 ?金屬噴涂： 熔融的工具鋼或其他合金被壓入噴嘴 ， 與高速流動的惰性氣體相遇后形成霧狀熔滴 ， 它噴向并沉積到噴射在通過 SLA、 SLS或 LOM方法制造石蠟 、 塑料或陶瓷原型上 ， 復制出母樣表面結(jié)構(gòu)形狀的 金屬硬殼 （ ） ?移除原型 ， 填充金屬基復合材料或環(huán)氧樹脂 ?拋光金屬表面 ， 得 具有精確金屬面 、硬背襯的鑄模 硬 模 ?基于快速原型的噴涂法 ?基本過程 ?電弧噴涂是將兩根待噴金屬絲作為自耗性電極 ， 利用兩根金屬絲端部短路產(chǎn)生的電弧使絲材熔化 ， 用壓縮氣體把已熔化的金屬霧化成微滴 ， 并使其加速 ， 以很高的速度沉積到基體表面形成涂層 。基于 RP原型的電弧噴涂制模工藝流程大致分為如下 5個階段： ?模型準備 – 模型可由許多材料制成 ， 包括木材 、 塑料 、 石膏 、 橡膠等 。 – 脫模劑在制模中的作用有兩個：首先 ， 它對噴涂到基體上的金屬顆粒有粘結(jié)作用 ， 否則金屬顆粒將不能牢固地吸附在模具表面而易脫落；其次 ， 防止金屬涂層對模型的過熱燒損 、 變形 、粘附 ， 起到隔熱 、 脫模的作用 。 硬 模 ?基于快速原型的噴涂法 ?基本過程 ?在模型上 噴涂金屬 – 待脫模劑干燥以后 ， 在最佳的噴涂參數(shù)情況下 ， 可以開始在模型上噴涂金屬 ， 噴涂時應保證使噴槍連續(xù)運動 ， 防止涂層過熱變形 ， 涂層厚度一般可控制在 2～ 3mm。模具框架制作應注意兩個問題：第一 ， 使模具框架材料與涂層材料以及填料的熱膨脹性能相匹配；第二 ， 框架的外形尺寸及注射口的選擇要根據(jù)具體的注塑機型號而定 。 – 一般選擇的填充材料為 環(huán)氧樹脂 與 鋁粉 、 鋁顆粒等金屬粉末 的混合物 。 硬 模 ?基于快速原型的噴涂法 ?基本過程 ?脫模 、 后序加工處理 – 如果在模型準備階段做得比較合適 ， 脫模不會很困難 。 然后再根據(jù)不同的需要 ， 可以對模具進行拋光等后期制作 。 ?快速熔模鑄造 （ Quick－ cast） 金屬模 ?結(jié)合 RP技術和熔模鑄造的優(yōu)勢 ， 其定義為： 用 SLA成型的樹脂件 代替失蠟鑄造的石油基蠟模 ， 再根據(jù)此樹脂件 制造陶瓷殼體 ， 然后進行傳統(tǒng)的 失蠟鑄造 ， 得到金屬模型 。 ? 在模型上涂上一層 陶瓷漿 。 硬 模 熔模鑄造 ?陶瓷殼砂型法 ?母模 快速成形 ?粘貼 薄層材料 （ 如蠟片 ） ， 厚度為所需陶瓷殼厚度 （ 約 3mm） ?母模置于砂箱中 ， 填充 砂型 ?移除母模及粘貼材料 ?母模置于砂型中 ?澆注 陶瓷砂漿 ?移除母模 ?乙炔噴燈 加熱 ， 固化 陶瓷殼 ?加入澆注系統(tǒng) ， 構(gòu)成陶瓷殼砂型 硬 模 陶瓷殼砂型可用于澆注金屬鑄件或金屬模； 陶瓷殼砂型相對整體澆注陶瓷型，因其背襯材料為砂，加熱固化時翹曲變形小，精度更高 ?陶瓷殼砂型法 硬 模 ?石墨研磨法 ?母模 快速成形 ?填充環(huán)氧樹脂和炭化硅粉 ， 構(gòu)成 研磨模 ?固化研磨模 ， 移除母模 ?在研磨機上 ， 由研磨模研磨出 石墨電極 硬 模 ?石墨研磨法 硬 模 快速成型制作的電極母模 電極研具 研磨的石墨電極 電火花加工后的連桿鋼模 總結(jié) 三維造型 實物 逆向反求 CAD 模 型 STL格式 切片 直接切片 二維層面數(shù)據(jù) 加工路徑生成 零件 模具 CAM CNC 硅膠軟模 硬 模 …… FDM LOM SLS SLA 快速成形 鋁填充環(huán)氧 樹脂橋模 SLA成形樹脂殼＋硬背襯 鋁粉＋雙組分環(huán)氧樹脂固化 噴涂樹脂殼＋硬背襯 石墨研磨模（環(huán)氧樹脂＋炭化硅固化） 鑄模（陶瓷殼＋砂型） 鑄模（金屬噴涂殼＋硬背襯） 鑄模（覆膜砂 SLS燒結(jié)） LOM、 FDM快速成形 SLS快速成形（直接 /間接）