快速模具制造技术发展及展望（一）
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| (发布日期：2007-3-27 13:11:54) 来源： |
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制造业的历史可追溯到几百万年前的旧石器时代。猿进化成人的一个重要的标志就是工具的制造。可见，工具的制造对人类的影响是极其巨大的。从某种程度上说，工具的先进水平决定着生产力的高低。社会的发展与变革，是伴随着劳动工具的发展与变革。制造业是任何一个发达国家的基础工业，是一个国家综合国力的重要体现。而在制造业中，模具工业又是制造业的基础，得到了各个国家的高度重视。
尤其在今天以知识为驱动的全球化经济浪潮中，由于激烈的市场竞争，模具工业的内涵、深度和广度都发生着深刻的变化，各种新的模具设计、制造加工方法不断出现，推动着我们的社会不断的向前发展。而快速模具制造（Rapid Tool）正是以其突出的优点，切中了传统模具制造方法与市场要求的矛盾，获得了巨大的发展，显示了顽强的生命力和美好前景。快速模具制造背景快速模具制造之所以得到了各国高度的重视，应用也越来越广，主要有两个背景：一是市场需求提供了动力；二是技术的进步。
1）市场背景今天的企业，它所面对的市场已不再局限于国内的市场，而是面对一个全球化的市场，任何企业都在全球范围内寻求资源的最佳配置，以降低成本，从而在激烈的市场竞争中赢得自己的优势，才能生存下去。那么，今天的市场竞争有何特点呢？一个最明显的特征就是产品更新的速度大大的加快，产品的生命周期越来越短，产品的个性化越来越明显。这就对产品的设计和制造周期提出了更高的要求。二是世界网络化，竞争全球化。同一种产品，消费者往往面临着多种的选择，选择的范围扩展到了全球。在今天，你即使没走出家门，但你可能正消费着世界各地的产品和服务。
2）技术背景各种技术的不断进步，深刻的改变着人们的生活方式和思维方式。尤其是计算机技术的巨大进步，大大的加速了社会前进的步伐。同样，计算机技术也为模具工业带来了革命性的变化，而且这场革命还在不断的加速发展。快速模具制造技术正是有了计算机技术、激光技术以及新材料技术等相关技术，才得以不断的进步。由此可见，今天的技术与市场不是分离的，而是紧密相联的。所以，我们在进行技术创新与研究时，必须紧扣市场，以市场需求为导向，让技术服务于市场，服务于我们的社会。
快速模具制造特点及现状虽然快速成形技术问世不久，由于它本身巨大的优势，给制造业带来了巨大的效益，应用日益广泛。最先进的发达国家如美国，英国，德国和日本等，都非常重视快速成形技术的研究与应用，取得了明显的经济效益，尤其在工业、医学、军事、汽车和航空航天等领域已经得到了广泛的应用。传统的模具制造，采用去除式加工方法——部分去除大于工件的毛坯上的材料来得到工件一种先进模具制造方法。快速成形是一种新工艺，它是利用工件的CAD三维模型，快速制作工件的实体模型，而快速模具制造技术颠覆了我们传统的模具制造概念，是模具工业的一场革命。快速模具制造技术是以快速成形（Rapid Prototying&Manufacturing，简称RP&M）技术为支撑技术的不用任何附加的传统模具或机加工。
它的几种常用的方法比较如下表：快速模具制造正是以快速成形技术提供的模型，不是用传统的去除加工方法，而是用添加式方法，快速制造模具的一种新工艺。在模具制造业，利用快速成形技术制得的快速原型，结合硅胶模、金属冷喷涂、精密铸造、电铸、离心铸造等方法生产模具；快速成形件也可以直接或间接制得EDM电极，用于电火花加生产模具；快速成形技术制得的快速原型也可以直接作为模具。
目前，快速模具制造主要有一下几种方法： ①快速软模制造；②铝填充环氧树脂模；③SLS直接烧结低碳钢－渗铜模；④低熔点金属模；⑤三维打印渗铜模；⑥电铸镍壳－陶瓷背衬模；⑦直接金属喷镀模；⑧直接金属激光液相烧结模；⑨气相沉积镍壳－背衬模等。
下面以软模的制造工艺作具体的介绍。
1）制作母模：母模呈最终工件正形，一般用快速成形方法制作；
2）制作浇注模：先在母模上，沿选定的分型面，粘贴一圈彩色胶带纸，并用胶带纸覆盖母模上无用的孔，用蘸有异丙醇的软湿布将母模与浇道芯模擦拭干净，然后用强力胶将浇道芯粘结于母模上，再制作框架；
3）称量所需的液态硅橡胶与固化剂；
4）用真空浇注机内部或外部的混合器，使之混合；
5)排除真空浇注机中的混合物中的空气；
6）将混合液注入浇注模中；
7）在真空浇注机中，用约15分钟排除浇注件中的气体；
8）将浇注模放入低温固化烘箱中，进行固化；
9）取出后，拆除浇注框，去毛边，并割开，取出母模和浇道芯；
10）使上下模对准，并用装订针将它们相互定位。
具体的制模流程如图1所示。以上是快速制模最常用的一种方法的工艺过程的简单介绍。从中可以看出，快速制模技术，已经突破了常规的机械加工方法，融合了各种新技术，是非常有潜力的一种发展方向。
它具有以下特点：
1）模具的生产周期大大缩短，降低了成本。市场竞争愈来愈激烈，新产品推陈出新的速度越来越快，例如，十年前开发一辆新汽车的时间大约为60个月，而现在缩短到不到18个月。原来产品的开发周期用“年”作单位来表述，而现在长的用“月”，稍长一点用“周”，甚至许多模具的开发周期用“天”来描述。由此可见，这对传统的模具设计方法的确构成了挑战。而要解决这一问题，快速成形制造技术和快速模具制造技术为这一问题的有效解决提供了希望。这也正是这一技术被给予厚望的重要原因。由于以快速成形技术为基础的快速模具制造技术，改变了传统的“去除”方式的模具制造方法，直接由三维CAD产品设计到产品，省去了许多繁琐的加工过程，大大的缩短了模具制造周期。例如，利用硅橡胶的软模技术，一个产品由 CAD三维模型到一套软模的制成，需要的时间不到一周。回过头来，考察一下今天的手机市场，对于产品销售周期不到半年的新产品来说，具有更重要的意义。
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