快速模具制造技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢研究

張定

摘要：快速成型與制作出現(xiàn)時間較短，但應(yīng)用范圍較廣，并且不斷在應(yīng)用過程中發(fā)展迅速。快速模具制造技術(shù)主要包括兩種方法，即直接法與間接法。本文通過對這兩種方法進(jìn)行研究，進(jìn)一步分析快速模具制造技術(shù)未來發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：快速模具制造技術(shù)；發(fā)展；現(xiàn)狀；應(yīng)用

快速成型與制造屬于復(fù)合型技術(shù)，應(yīng)用范圍較廣。該技術(shù)包括計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，應(yīng)用在制造行業(yè)中，促使制造業(yè)發(fā)展迅速。為有效提高制造企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，降低生產(chǎn)成本，采用快速模具制造技術(shù)，在提高企業(yè)競爭力的同時，進(jìn)一步保證產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。由此可見，快速模具制造技術(shù)具有一定應(yīng)用價值，未來發(fā)展前景廣闊。

1 快速模具制造技術(shù)

快速模具制造（RP&M：Rapid Prototyping&Manufacturing）作為新型制造技術(shù)，對制造行業(yè)具有極大促進(jìn)作用。該技術(shù)應(yīng)用范圍較為廣泛，既能用于汽車制造業(yè)，又能生產(chǎn)家電器材。在汽車制造業(yè)快速模具制造技術(shù)使用最為常見，還可以應(yīng)用在零件制作中。為保證快速模具制造技術(shù)的有效應(yīng)用，制造金屬模具能使制造效果顯著。由此可見模具制造技術(shù)，能提高制造效率，創(chuàng)造企業(yè)價值。由于市場供應(yīng)需求量變化較大，對產(chǎn)品生產(chǎn)提出更高要求，產(chǎn)品要具有多樣化，才能符合現(xiàn)代市場發(fā)展。利用快速模具制造技術(shù)設(shè)計(jì)出更具有多樣化的產(chǎn)品，才能有效提高企業(yè)市場競爭力。為保證企業(yè)能獲得更大效益，金屬模具制作方法逐漸增多，按照一定方法分類可以分為兩種。一種是直接法，通過繪制模具，并利用相關(guān)技術(shù)計(jì)算數(shù)據(jù)，比如采用CAD技術(shù)，利用RP系統(tǒng)將制造生產(chǎn)需求模具制作。另一種是間接法，同樣采用CAD技術(shù)繪制模具，在利用RP系統(tǒng)，但與直接法存在一定區(qū)別，具體表現(xiàn)在間接法利用實(shí)物模型構(gòu)建金屬模具。雖然兩種方法存在差異性，但兩種方法優(yōu)劣勢明顯。在制造產(chǎn)品時，若采用直接法需要保證數(shù)據(jù)十分準(zhǔn)確，才能保證最終繪制模具質(zhì)量。為此針對直接法進(jìn)一步研究，才能保證該方法能有效應(yīng)用于制造行業(yè)。間接法技術(shù)應(yīng)用較為成熟，已經(jīng)被逐漸應(yīng)用于制造行業(yè)。

2 快速模具制造技術(shù)的現(xiàn)狀

2.1 間接制模法

間接制模法主要包括浸滲快速復(fù)制（keltool）、陶瓷復(fù)合（NCC，NickelCeramic Composite）。其中浸滲快速復(fù)制工藝主要利用SLA方法繪制原型，之后采用硅橡膠按照原型構(gòu)建模具負(fù)型，并在模具負(fù)型中填充金屬粉末，利用粘結(jié)劑加固，最后將模型復(fù)型放置高溫條件下開展燒結(jié)工作，最終得到成型模具。模具復(fù)型在經(jīng)過高溫處理之后，表面硬度會加強(qiáng)，硬度在47～50HRC。雖然利用該方法能生產(chǎn)出大量產(chǎn)品，能有效提高模具生產(chǎn)效率，但由于該方法制作模具工藝復(fù)雜，制模時間較長，若企業(yè)需要在短時間交工，keltool方法無法滿足企業(yè)實(shí)際需要。

NCC方法利用SLA方法將原型快速繪制，并將鎳鍍接在原型上，保證厚度在1～4mm，利用化學(xué)反應(yīng)使鎳層變化，并利用凝固陶瓷材料，最終得到模具。由于SLA方法具有較強(qiáng)精確度，NCC方法利用SLA工藝制作模具的準(zhǔn)確性會提升。因此，在制造行業(yè)中利用NCC方法能有效提高零件制作質(zhì)量，同時能縮短電鍍工序時間，進(jìn)而提高制造產(chǎn)品效率，還能減少廢液污染現(xiàn)象。間接法制作模具在一定程度上能為企業(yè)獲得更多經(jīng)濟(jì)收益，利用間接法制作模具能有效提高模具的耐磨性，為此間接法具有較為廣闊的發(fā)展前景，雖然間接法優(yōu)勢較大，但由于在制作生產(chǎn)過程中多種因素限制造成模具最終形成的精確度不夠。因此，快速模具制造技術(shù)發(fā)展過程中，對間接制作技術(shù)進(jìn)行研究，進(jìn)而提高模具制作精準(zhǔn)性。

2.2 直接制模法

直接制模法具有較大發(fā)展優(yōu)勢，將其應(yīng)用在產(chǎn)品制作中能有效提高產(chǎn)品最終精準(zhǔn)度。主要原因是由于直接制模法利用RP系統(tǒng)，并結(jié)合CAD數(shù)據(jù)分析，將其作用在模具制作上。與間接制模法相比，直接制模法制作時間較短，在降低生產(chǎn)成本的同時進(jìn)一步提高模具的精準(zhǔn)度，制作出模具性能更佳。但由于國內(nèi)技術(shù)限制造成直接制模法無法有效開展，直接制模法具有較大研究價值。國內(nèi)利用較為成熟的直接制模法包含激光燒結(jié)法、三維打印法。主要利用堆積成型原理構(gòu)建模型，在制作生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)階梯效應(yīng)，會造成部分模具無法達(dá)到高精準(zhǔn)的要求，為此直接制模法無法應(yīng)用在企業(yè)大規(guī)模制造中，只能應(yīng)用于金屬部件制造中。

3 快速模具制造技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

模具制造方法的有效應(yīng)用，能夠進(jìn)一步促使制造企業(yè)在市場競爭中占據(jù)一定地位，只有加快模具制造技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，才能促使企業(yè)獲得更多經(jīng)濟(jì)效益。雖然國內(nèi)對加速模具制造技術(shù)的研究獲得一些成果，模具制作方式也趨向于成熟，但模具制作技術(shù)的應(yīng)用效果依然不明顯。由于國內(nèi)技術(shù)限制造成模具制造技術(shù)的應(yīng)用范圍無法擴(kuò)大，在制造企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中主要應(yīng)用直接制模法與間接制模法，雖然兩種方法優(yōu)點(diǎn)較多，但依然存在一定缺陷，比如間接制模法容易受到制造環(huán)境與制作材質(zhì)的影響，造成模具的精確度較低。直接制模法綜合應(yīng)用性較強(qiáng)，但由于國內(nèi)技術(shù)水平不高，無法保證在生產(chǎn)大規(guī)模產(chǎn)品時模具精準(zhǔn)度，從而無法提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。由此來看，企業(yè)競爭力的提升與制造技術(shù)的發(fā)展存在一定聯(lián)系。只有確保快速模具制造技術(shù)的有效應(yīng)用，并加速研究制模新方法，實(shí)現(xiàn)低成本、高質(zhì)量生產(chǎn)目標(biāo)，才能促使模具制造技術(shù)發(fā)展速度加快。

4 結(jié)語

綜上所述，要想保證制造企業(yè)能在制造市場中占據(jù)一定地位，需要不斷研發(fā)模具制造新方法，并逐步擴(kuò)大制造范圍，在保證模具質(zhì)量的同時進(jìn)一步提高模具生產(chǎn)效率。通過加大對直接制模法與間接制模法的研究，推出一種綜合性能較強(qiáng)的制作新方式，為制造企業(yè)未來發(fā)展提供一定條件。

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