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這篇模具制造論文發表了模具制造技術的分類和特點,論文對會計模具制造技術的概念進行分類,探討了直接和間接兩種制模方法,探討了快速制模的特點,相較傳統方法具有時間短、成本低和精度高的特點,針對快速模具制造技術的特點及目的,提出了應用研究方法。
關鍵詞:模具制造論文,快速模具,制造技術,研究
隨著現代社會的發展,產品市場競爭日趨激烈,如何減少產品開發上市時間,搶做市場“領頭羊”,已經是廠家所需要面臨與解決的嚴峻問題。然而,目前產品開發流程還比較復雜,上市所用時間較長。若能在產品開發制造過程中縮短用時、減輕成本,對產品市場競爭力就有巨大幫助。為此,快速模具制造技術應運而生。快速模具制造技術蘊含了多種先進科技,如材料、控制及信息技術等,是制造技術發展的綜合集成[1]。快速模具制造技術推行后,迅速覆蓋了航空、汽車及軍事等多個領域,為產品的設計提供了便捷通道。
1快速模具制造技術的概念及分類
快速模具制造技術(Rapidtooling,RT),是通過快速成型技術使用直接或間接的方法快速、準確地制造所需模具的過程。經過多年的發展,已形成多種新類型的快速模具制造技術。該技術不依賴輔助性加工工具,而是基于計算機輔助設計模型之上驅動模具,在操作應用過程中,可以有效地較少產品設計與生產時間,降低生產成本,保證產品制造精準度。在現代應用中,快速模具制造技術可分為直接與間接兩種制模法。
1.1直接制模法
直接制模法是指運用快速的原型機械直接制造出可以大量生產的模型或型芯,對其再進一步加工處理,以獲取模具精準度與性能等,使其能直接用于批量生產,此種制模法主要應用于金屬材料模具制造等方面。雖然直接制模法可以充分發揮原型技術的速度且制造過程較簡單,特別是對于形狀復雜且需要冷卻系統的零件,直接制模法具有無可取代的優勢。但在掌控模具性能與精準度上難度較大,對模具尺度也有一定的限制,本文主要介紹以下4種快速成型制模技術。
一是光固化快速成型工藝技術直接制造模具。光固化快速成型工藝技術所制造的樹脂模具柔韌性較強,適用于小規模塑料零部件模具的批量生產。使用光固化快速成型直接制造模具,可延長產品使用壽命。
二是使用特殊紙材,利用疊層制造技術可直接制造紙質模具。這種模具與木模具有同樣的強度,且耐磨性能更強,可以進行機械與修飾加工。因此,采用這種制造法代替傳統木模,不僅適用于單件及小規模批量生產,因其較好的強度與精準度,還可適用于大型木模的制造。
三是選擇性激光燒結快速成型工藝技術直接制模。作為快速模具制造技術的一種加工手段,它在模具制造業更是得到青睞,其優勢是可采取金屬粉以及樹脂等不同種材料直接制模。四是融化沉積直接制模法。該制模法可采用噴頭將流動的材料按模具的路徑沉積在規定位置凝結成型,分層沉積,等材料凝結后形成完整的模具。此技術使用液化機器代替激光機器,可獲取具有黏度且較易沉積與調整的材料。
1.2間接制模法
間接制模法是指通過量產原型機械,首先制造出一個理想的產品外部形狀,再通過此原型件進行翻制,從而得到大批量的模具。間接制模法結合了翻制技術與原型技術,相較于直接制模法,可以更好地把握模具精準度與性能,降低產品成本。間接制模法主要應用于硅膠、金屬樹脂與噴涂模等,可生產出軟質模具與硬質模具。一是軟質模具。軟質模具使用不同于傳統鋼質材料的軟質性物質,如硅膠、樹脂和鋁等,具有成本低,周期短的特征,因而適用于航空等領域的單件或小批量的產品制造以及種類多、更新快的現代產品制造。二是硬質模具。硬質模具是使用鋼質材料制造模具,用于快速制造鋼質模具的方法主要有熔模制模法、陶瓷精密制模法等。熔模制模首先采用原型件翻制硅膠或金屬樹脂等材料的壓型,然后再根據該壓型大批量生產制造蠟膜,再融合熔模制模技術制造鋼模具。對于單件與復雜模具的生產,也可直接使用快速制造原型件取代蠟膜,進而直接制造出金屬模具。
2快速模具的特點
快速模具相較于傳統模具有時間短、成本低、精準度高等特點[2]。傳統模具制造完成一般需要60~90d,制造復雜的模具時,制作及加工程序所需的時間會相應增加。對于無法借助輔助刀具進行加工的部位,還需采取計算機數字控制機床加工。因此,傳統制造模具加工過程所用的時間較長。而快速模具以原型件為基礎,僅花費幾小時即可完成加工,加以脫蠟,總制造完成過程只需4d。由此可見,快速模具技術極大縮短了模具加工過程所用的時間。此外,若模具制造開始前使用Moldex3D與PROCAST等數據模擬軟件對模具方案進行可行性評估并模擬模具注塑,可增加模具開發成功率及縮短試模時間[3]。從模具制造成本來說,由于傳統模具制造過程需要使用刀具與電極,故會產生相應的損耗,且伴有大量廢料。而快速模具制造不需要使用輔助工具,也沒有廢料出現。因此,快速模具與傳統模具相比成本較低;從成品的精準度來講,傳統模具在制造加工過程當中,由于需要用到刀具加工,就會對刀具造成一定的磨損,故需多次更換刀具及多次安裝,并對模具的精準度產生一定的影響。反觀快速模具制造,只要能掌控材料在不同溫度差下的收縮度,加工時就可以把精準度控制在一定范圍內。
3快速模具制造技術的應用研究
在實際應用中,快速模具制造技術主要以縮短產品開發生產時間為目的。目前,雖然快速模具制造技術已經取得了明顯成果,但與現實工業化生產需求還存在一定差距。所以應加強擴大快速模具制造技術的使用領域及范圍,減少快速模具在生產過程中所花費的成本,特別是大型模具在生產方面的成本。雖然現在快速模具制造所需材料還是傳統材料,但作為新類型的生產形式,發展方向將側重于尋求新模具材料及新工藝,開發強度較高的金屬模具,以縮短產品生產時間,再次降低成本。還應提高模具制造精準度,尺寸控制在-0.015~0.05mm之內,且要保證表面質量,盡可能減少最后加工及拋光的工序,降低制造工藝成本。目前,快速模具制造技術主要趨向于模具表面精細花紋的制造。
4結束語
快速模具制造技術已經被應用于各種類型模具的制造加工生產中,它極大地縮短了產品開發生產周期,提高了生產效率,為產品能更早地進入市場提供了保證,同時也降低了生產成本。總而言之,快速模具制造技術可以快速開發制造新產品,達到產品快速的更新換代,既符合市場發展規律需求,又可為企業帶來更大的經濟利益。
參考文獻:
[1]莊志雄.基于快速成型技術的快速模具制造[J].中國新技術新產品,2016(20):87-88.
[2]易麗芬.金屬模具的無模化鑄型快速制造技術[J].農村經濟與科技,2016,27(6):224.
[3]吳家杰,李國偉.快速成型技術在模具制造中的應用分析[J].低碳世界,2017(25):293-294.
作者:鄭瑩 單位:長江工程職業技術學院
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