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快速模具制造技術(shù)發(fā)展及展望（一） 
(發(fā)布日期：2007-3-27 13:11:54) 來(lái)源：
 
    制造業(yè)的歷史可追溯到幾百萬(wàn)年前的舊石器時(shí)代。猿進(jìn)化成人的一個(gè)重要的標(biāo)志就是工具的制造。可見(jiàn)，工具的制造對(duì)人類(lèi)的影響是極其巨大的。從某種程度上說(shuō)，工具的先進(jìn)水平?jīng)Q定著生產(chǎn)力的高低。社會(huì)的發(fā)展與變革，是伴隨著勞動(dòng)工具的發(fā)展與變革。制造業(yè)是任何一個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家的基礎(chǔ)工業(yè)，是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的重要體現(xiàn)。而在制造業(yè)中，模具工業(yè)又是制造業(yè)的基礎(chǔ)，得到了各個(gè)國(guó)家的高度重視。
    尤其在今天以知識(shí)為驅(qū)動(dòng)的全球化經(jīng)濟(jì)浪潮中，由于激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，模具工業(yè)的內(nèi)涵、深度和廣度都發(fā)生著深刻的變化，各種新的模具設(shè)計(jì)、制造加工方法不斷出現(xiàn)，推動(dòng)著我們的社會(huì)不斷的向前發(fā)展。而快速模具制造（Rapid Tool）正是以其突出的優(yōu)點(diǎn)，切中了傳統(tǒng)模具制造方法與市場(chǎng)要求的矛盾，獲得了巨大的發(fā)展，顯示了頑強(qiáng)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國(guó)高度的重視，應(yīng)用也越來(lái)越廣，主要有兩個(gè)背景：一是市場(chǎng)需求提供了動(dòng)力；二是技術(shù)的進(jìn)步。
    1）市場(chǎng)背景今天的企業(yè)，它所面對(duì)的市場(chǎng)已不再局限于國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)，而是面對(duì)一個(gè)全球化的市場(chǎng)，任何企業(yè)都在全球范圍內(nèi)尋求資源的最佳配置，以降低成本，從而在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中贏得自己的優(yōu)勢(shì)，才能生存下去。那么，今天的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)有何特點(diǎn)呢？一個(gè)最明顯的特征就是產(chǎn)品更新的速度大大的加快，產(chǎn)品的生命周期越來(lái)越短，產(chǎn)品的個(gè)性化越來(lái)越明顯。這就對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造周期提出了更高的要求。二是世界網(wǎng)絡(luò)化，競(jìng)爭(zhēng)全球化。同一種產(chǎn)品，消費(fèi)者往往面臨著多種的選擇，選擇的范圍擴(kuò)展到了全球。在今天，你即使沒(méi)走出家門(mén)，但你可能正消費(fèi)著世界各地的產(chǎn)品和服務(wù)。 
    2）技術(shù)背景各種技術(shù)的不斷進(jìn)步，深刻的改變著人們的生活方式和思維方式。尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的巨大進(jìn)步，大大的加速了社會(huì)前進(jìn)的步伐。同樣，計(jì)算機(jī)技術(shù)也為模具工業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，而且這場(chǎng)革命還在不斷的加速發(fā)展。快速模具制造技術(shù)正是有了計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光技術(shù)以及新材料技術(shù)等相關(guān)技術(shù)，才得以不斷的進(jìn)步。由此可見(jiàn)，今天的技術(shù)與市場(chǎng)不是分離的，而是緊密相聯(lián)的。所以，我們?cè)谶M(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新與研究時(shí)，必須緊扣市場(chǎng)，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，讓技術(shù)服務(wù)于市場(chǎng)，服務(wù)于我們的社會(huì)。
    快速模具制造特點(diǎn)及現(xiàn)狀雖然快速成形技術(shù)問(wèn)世不久，由于它本身巨大的優(yōu)勢(shì)，給制造業(yè)帶來(lái)了巨大的效益，應(yīng)用日益廣泛。最先進(jìn)的發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)，英國(guó)，德國(guó)和日本等，都非常重視快速成形技術(shù)的研究與應(yīng)用，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，尤其在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、軍事、汽車(chē)和航空航天等領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)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來(lái)得到工件一種先進(jìn)模具制造方法。快速成形是一種新工藝，它是利用工件的CAD三維模型，快速制作工件的實(shí)體模型，而快速模具制造技術(shù)顛覆了我們傳統(tǒng)的模具制造概念，是模具工業(yè)的一場(chǎng)革命。快速模具制造技術(shù)是以快速成形（Rapid Prototying&Manufacturing，簡(jiǎn)稱(chēng)RP&M）技術(shù)為支撐技術(shù)的不用任何附加的傳統(tǒng)模具或機(jī)加工。
它的幾種常用的方法比較如下表：快速模具制造正是以快速成形技術(shù)提供的模型，不是用傳統(tǒng)的去除加工方法，而是用添加式方法，快速制造模具的一種新工藝。在模具制造業(yè)，利用快速成形技術(shù)制得的快速原型，結(jié)合硅膠模、金屬冷噴涂、精密鑄造、電鑄、離心鑄造等方法生產(chǎn)模具；快速成形件也可以直接或間接制得EDM電極，用于電火花加生產(chǎn)模具；快速成形技術(shù)制得的快速原型也可以直接作為模具。
    目前，快速模具制造主要有一下幾種方法： ①快速軟模制造；②鋁填充環(huán)氧樹(shù)脂模；③SLS直接燒結(jié)低碳鋼－滲銅模；④低熔點(diǎn)金屬模；⑤三維打印滲銅模；⑥電鑄鎳殼－陶瓷背襯模；⑦直接金屬?lài)婂兡＃虎嘀苯咏饘偌す庖合酂Y(jié)模；⑨氣相沉積鎳殼－背襯模等。
    下面以軟模的制造工藝作具體的介紹。
    1）制作母模：母模呈最終工件正形，一般用快速成形方法制作；
    2）制作澆注模：先在母模上，沿選定的分型面，粘貼一圈彩色膠帶紙，并用膠帶紙覆蓋母模上無(wú)用的孔，用蘸有異丙醇的軟濕布將母模與澆道芯模擦拭干凈，然后用強(qiáng)力膠將澆道芯粘結(jié)于母模上，再制作框架；
    3）稱(chēng)量所需的液態(tài)硅橡膠與固化劑；
    4）用真空澆注機(jī)內(nèi)部或外部的混合器，使之混合；
    5)排除真空澆注機(jī)中的混合物中的空氣；
    6）將混合液注入澆注模中；
    7）在真空澆注機(jī)中，用約15分鐘排除澆注件中的氣體；
    8）將澆注模放入低溫固化烘箱中，進(jìn)行固化；
    9）取出后，拆除澆注框，去毛邊，并割開(kāi)，取出母模和澆道芯；
    10）使上下模對(duì)準(zhǔn)，并用裝訂針將它們相互定位。

    具體的制模流程如圖1所示。以上是快速制模最常用的一種方法的工藝過(guò)程的簡(jiǎn)單介紹。從中可以看出，快速制模技術(shù)，已經(jīng)突破了常規(guī)的機(jī)械加工方法，融合了各種新技術(shù)，是非常有潛力的一種發(fā)展方向。
    它具有以下特點(diǎn)：
    1）模具的生產(chǎn)周期大大縮短，降低了成本。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈來(lái)愈激烈，新產(chǎn)品推陳出新的速度越來(lái)越快，例如，十年前開(kāi)發(fā)一輛新汽車(chē)的時(shí)間大約為60個(gè)月，而現(xiàn)在縮短到不到18個(gè)月。原來(lái)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期用“年”作單位來(lái)表述，而現(xiàn)在長(zhǎng)的用“月”，稍長(zhǎng)一點(diǎn)用“周”，甚至許多模具的開(kāi)發(fā)周期用“天”來(lái)描述。由此可見(jiàn)，這對(duì)傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法的確構(gòu)成了挑戰(zhàn)。而要解決這一問(wèn)題，快速成形制造技術(shù)和快速模具制造技術(shù)為這一問(wèn)題的有效解決提供了希望。這也正是這一技術(shù)被給予厚望的重要原因。由于以快速成形技術(shù)為基礎(chǔ)的快速模具制造技術(shù)，改變了傳統(tǒng)的“去除”方式的模具制造方法，直接由三維CAD產(chǎn)品設(shè)計(jì)到產(chǎn)品，省去了許多繁瑣的加工過(guò)程，大大的縮短了模具制造周期。例如，利用硅橡膠的軟模技術(shù)，一個(gè)產(chǎn)品由 CAD三維模型到一套軟模的制成，需要的時(shí)間不到一周。回過(guò)頭來(lái)，考察一下今天的手機(jī)市場(chǎng)，對(duì)于產(chǎn)品銷(xiāo)售周期不到半年的新產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，具有更重要的意義。
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