快速成型與快速模具制造技術分析

陳 濤

（湖南工貿技師學院， 湖南 株洲 412006）

引言

改革開放之后，我國的經濟飛速發展，在產品市場上，企業和企業之間的競爭越來越激烈。如何節約時間做好產品的開發，成為了企業需要重點關注的問題。現階段，對于一些生產企業來說，需要結合科技優勢來做好產品的開發工作。但是，由于設計流程復雜，產品從研究開發到產出上市所需要的時間是比較漫長的。

企業在產品研發過程中利用快速模具技術可以節約時間，減少研發成本，有效提升企業的核心競爭力。為了順應時代發展，需要不斷完善快速模具技術。快速模具技術中包含了材料、控制、信息等多種先進的科學技術。這一技術被廣泛應用后，在軍事等領域也發揮了重要的作用，為產品的研發提供了一個比較快速的通道。

1 技術介紹

快速模具技術利用計算機技術，在實際操作過程中，能保證模具制作的精度，并且有效節約成本和時間，降低在產品研發上的投入[1]。通過采用快速模具制造技術，可以在短時間內制造出模具。

2 技術的應用

2.1 直接制模法

直接制模法是使用原型機械制造出可以大量成產的模型，對初步成型的模型做進一步的完善，模型的精度較高，也比較好用。模具來自于廠家的批量生產，使用這一方法所制作出來的模型主要是應用在和金屬材料相關的模具制造過程中。直接制模法可以發揮出制模的最快速度，在實際的操作過程中，流程是比較簡單的，一般的工作人員在經過培訓之后就能上手進行模型的制作，在一些做工比較復雜的模具制造過程中，往往也是使用這一方法。盡管直接制模法有很多優點，但是仍有缺陷之處，比如精度不夠，在制作模具的過程中，尺度受限等。下文主要介紹了四種比較常見的直接制模方法[2]：

2.1.1 光固化快速成型工藝技術

采用該技術可以直接制造出樹脂類的模具，這種模具具備很強的柔韌性，通常用來生產一些小型塑料零部件。

2.1.2 疊層制造技術

在使用該技術時，需要合理使用特殊的紙張，這樣制造出來的紙質模具和木質的模具相比較，強度相似，還具備了較強的耐磨性優勢，可應用在小規模批量生產。因其有非常好的精準度，也適用于大型的木質模具制造，用途十分廣泛[3]。

2.1.3 選擇性激光燒結快速成型工藝技術

該技術的最大優勢就是能在實際制模的過程中適應樹脂或者是金屬粉，這樣制作出來的模具具備非常強的韌性。

2.1.4 融化沉積技術

融化沉積技術使用噴頭將材料按照模具的路徑，在一個規定的位置將模具凝結成型，最終形成一個比較完整的模具。

2.2 間接制模法

間接制模法是在實際產品制造的過程中使用原型機械，先要將產品的外形制作出來，然后翻制原型件，并能實現大批量生產。與直接制模法相比，這種方法在實際應用中具有較高的優勢，但是需要與原來的翻制技術相結合，制作精準度更高，能有效控制成本。在金屬、樹脂和硅膠等模具制作過程中，間接制模法的應用比較廣泛。一些軟質的模具能采用這種方法用進行制作，硬質的模具同樣可以生產。具體的制模方式如下：

2.2.1 軟質模具

這種模具所使用的材料一般是軟性物質，如鋁、樹脂等，這些制模材料的成本相對較低廉，制作周期也不長，一般是適用在航空、軍事等領域的小批量產品制造[4]。

2.2.2 硬質模具

硬質模具采用的是硬質材料，如鋼質材料，硬質模具有很多的優點，往往被應用在陶瓷等類型的精密模具的制作過程中。

3 快速成型與快速模具制造技術發展

和傳統的模具制造相比，快速模具的制作技術具備很多的優勢，比如時間較短、成本低廉以及精準度高等。傳統模具的制造時間大約需要兩到三個月的時間，在制作一些比較復雜的模具時，如有的模具需要使用其他工具進行加工，比如刀具，還有的模具需要使用數控機床做進一步的加工，這些模具的制作往往需要耗費很多的時間。快速模具在短時間內就能制作完成，這是因為快速模具時在原型件的基礎上進行的，一般只需要花費4 d 左右就能完成，極大地減少了時間成本。傳統模具在制作過程中，可能會使用一些工具和設備，時間久了，這些工具和設備也會出現不同程度的磨損，精準度出現偏差，這就需要對工具和設備進行更換。而對于快速模具制造來說，只需要在不同條件下對材料的收縮進行合理的掌控，就能控制好精準度。傳統模具在進行具體制造時，往往會使用電極，會產生損耗和廢料，材料成本較高。快速模具在實際的制作過程中，往往不需要借助其他的工具，也不會產生多余的消耗和廢料，成本相對較低[5]。

現階段，大部分企業在制作模具過程中，主要目的就是節約成本并減少時間。快速模具技術經過多年的發展雖然有了很大的進步，但是，在實際生產過程中還是無法滿足產品需求。因此，為了不斷擴大模具制造技術的應用領域，就需要不斷更新技術，將工作重點放在模具材料的研發上，獲得性能更好的金屬模具。既能有效提升模具的性能，又能節約成本和時間，提升精準度[6]。

4 結語

現階段，我國的快速模具制造技術已經取得了非常快速的發展，在模具制造過程中，實現了節約時間，降低成本，并且有效提升了生產效率，能更好地適應市場發展的需求，為模具制造企業帶來更多的經濟效益。