模具新技術介紹

快速制模技術種類
快速制模技術是一種快捷、方便、實用的模具制造技術。這種技術的特點是：制模周期短、工藝簡單、易于推廣、制模成本低、精度和壽命能滿足某種特定的功能需要，綜合經濟效益良好。特別適用于新產品開發試制、工藝驗證和功能驗證以及多品種小批量生產。
由于市場競爭的日益激烈，產品更新換代的速度不斷加快，多品種小批量將成為制造業的重要生產方式，在這種情況下，制造業對產品原型的快速制造和模具的快速制造提出了強烈的要求。因此，快速制模技術呈現生機勃勃的發展趨勢。
目前，在實際中應用的快速制模技術，主要有以下幾種：
1．基于快速原型技術的制模方法。這種方法是基于新穎的離散／堆積（即材料累加）成型思想，利用立體光固化、疊層實體制、激光選區燒結、三維打印、熔融沉積成型等不同方法，獲得長壽命的金屬模具或非金屬的低壽命模具。這種方法，具有技術先進、成本較低、設計制造周期短等特點。
2．采用高速切削加工模具。目前，在生產中廣泛應用的高速切削機床轉速在每分鐘1．5～2．5萬轉左右。利用高速切削可以使加工效率提高10倍以上，可大大縮短制模時間。經高速切削精加工后的模具型面，僅需略加拋光便可使用，省卻了大量修磨拋光時間。
3.采用鋁合金材料制造塑料模。鋁合金材料以其重量輕、切削性能好、導熱導電率高等優良性能，近年來在塑料模的制造中得到了越來越多的應用。使用鋁合金材料制作模具，可在縮短制模周期和降低成本方面取得良好的效果。國外已有專門的廠家生產用于塑料模的鋁合金材料。用鋁合金制造的塑料模，使用壽命可達十萬次，如果型腔表面進行化學處理，使用壽命可達2O－3O萬次。
4．采用鋅基低熔點含金制造模具。用低熔點合金制作模具，具有成本低、制模周期短等優點，這種制模方法已有多年的歷史了，至今仍在快速制模技術中發揮著重要作用。特別是這種制模方法與快速原型技術相結合，使用效果十分顯著。采用低熔點合金的快速制模方法，特別適用于大型覆蓋件模具和大型吹塑、吸塑模具的快速制造。用于覆蓋件模具時，一是可以快速生產出樣品；二是為正式的硬模制作實驗，可以避免造成難以彌補的缺陷。利用低熔點合金制作的吸塑、吹塑模具，使用壽命可達5萬件。這種制模方法的另一個優點是模具報廢后材料可以熔化重用。
5．其他快速成形制模技術。如：環氧樹脂模具、噴涂成形模具、氮氣缸等。環氧樹脂鑲鋼模具用于汽車覆蓋件模具，我國汽車行業已有應用。熱噴涂方法制造模具型腔，主要用于聚氨脂發泡生產，目前已在聚氨脂行業廣泛應用。氮氣缸在沖壓模具上應用，可以有效簡化模具結構，改善沖壓工藝性能。

用于超精密加工的極低進給率的快速刀具伺服控制
近年來，由于在光學和精密工程系統中的應用，脆性材料如玻璃、陶瓷、鍺和硫化鋅的金剛石車削已引起有關人士極大的關注。當金剛石車削脆性材料時，材料的切削應保持可延展狀態，以避免材料表面下損壞。一般脆性材料的可延展狀態加工可采用極低的切削深度和進給率來完成，但由于摩擦和反沖，特別在極低進給率時，機床坐標達到毫米級定位精度是很困難的。由于從靜摩擦向庫侖摩擦轉換時極低進給率下的摩擦力是高度非線性的，因此很難進行模擬設計。為了補償機床的摩擦和反沖的影響，設計制造了毫米精度三自由度（DOF）定位器作為快速刀具伺服機構。這是一個獨立操作的定位裝置，與傳統的導桿和機械結構相比，其范圍小，但具有高寬帶和高精度。作為快速刀具伺服機構的毫微米定位器與馬達驅動反饋控制器結合在一起，可以獲得具有高定位精度的大行程。采用CMAC神經網絡控制算法，可獲得比標準PID控制算法更好的跟蹤能力和聯機記憶。通過使用PC總線為基礎的DSP上的"C"語言實現記憶控制，以控制金剛石車削機床和毫微米定位器。
鑄造鍛模壽命長
鑄造鍛模是用于模鍛錘、摩擦壓力機、輥鍛機等設備上的模具。精鑄造鍛模在俄羅斯和法國等國家使用較普遍，在我國使用還不是很廣，目前多用在小型鍛壓設備上，在其他領域的應用還有待進一步發展。武漢機械工藝研究所研制鑄造鍛模已有20多年的歷史，該所技術人員認為鑄模壽命高于傳統模具，并有如下特點：精密鑄造的鍛模，型槽后續加工余量僅O.3～0.4mm；其余部分可不加工；鑄造模塊的費用僅為鍛造模塊的 1／2;鑄造鍛模制造勞動量僅為傳統模具的1／1.5～l／l.8，成本下降5O％－7O％;模具鋼利用率提高到 0.90～ O. 95，減少模具鋼消耗 1／6；鑄造鍛模的壽命為傳統方法制造模具的1.25～2.0倍。