快速模具制造技術的現狀及其發展趨勢研究

張定

摘要：快速成型與制作出現時間較短，但應用范圍較廣，并且不斷在應用過程中發展迅速。快速模具制造技術主要包括兩種方法，即直接法與間接法。本文通過對這兩種方法進行研究，進一步分析快速模具制造技術未來發展趨勢。

關鍵詞：快速模具制造技術；發展；現狀；應用

快速成型與制造屬于復合型技術，應用范圍較廣。該技術包括計算機控制技術，應用在制造行業中，促使制造業發展迅速。為有效提高制造企業經濟效益，降低生產成本，采用快速模具制造技術，在提高企業競爭力的同時，進一步保證產品生產質量。由此可見，快速模具制造技術具有一定應用價值，未來發展前景廣闊。

1 快速模具制造技術

快速模具制造（RP&M：Rapid Prototyping&Manufacturing）作為新型制造技術，對制造行業具有極大促進作用。該技術應用范圍較為廣泛，既能用于汽車制造業，又能生產家電器材。在汽車制造業快速模具制造技術使用最為常見，還可以應用在零件制作中。為保證快速模具制造技術的有效應用，制造金屬模具能使制造效果顯著。由此可見模具制造技術，能提高制造效率，創造企業價值。由于市場供應需求量變化較大，對產品生產提出更高要求，產品要具有多樣化，才能符合現代市場發展。利用快速模具制造技術設計出更具有多樣化的產品，才能有效提高企業市場競爭力。為保證企業能獲得更大效益，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，并利用相關技術計算數據，比如采用CAD技術，利用RP系統將制造生產需求模具制作。另一種是間接法，同樣采用CAD技術繪制模具，在利用RP系統，但與直接法存在一定區別，具體表現在間接法利用實物模型構建金屬模具。雖然兩種方法存在差異性，但兩種方法優劣勢明顯。在制造產品時，若采用直接法需要保證數據十分準確，才能保證最終繪制模具質量。為此針對直接法進一步研究，才能保證該方法能有效應用于制造行業。間接法技術應用較為成熟，已經被逐漸應用于制造行業。

2 快速模具制造技術的現狀

2.1 間接制模法

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

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，利用化學反應使鎳層變化，并利用凝固陶瓷材料，最終得到模具。由于SLA方法具有較強精確度，NCC方法利用SLA工藝制作模具的準確性會提升。因此，在制造行業中利用NCC方法能有效提高零件制作質量，同時能縮短電鍍工序時間，進而提高制造產品效率，還能減少廢液污染現象。間接法制作模具在一定程度上能為企業獲得更多經濟收益，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展前景，雖然間接法優勢較大，但由于在制作生產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，快速模具制造技術發展過程中，對間接制作技術進行研究，進而提高模具制作精準性。

2.2 直接制模法

直接制模法具有較大發展優勢，將其應用在產品制作中能有效提高產品最終精準度。主要原因是由于直接制模法利用RP系統，并結合CAD數據分析，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，在降低生產成本的同時進一步提高模具的精準度，制作出模具性能更佳。但由于國內技術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。國內利用較為成熟的直接制模法包含激光燒結法、三維打印法。主要利用堆積成型原理構建模型，在制作生產過程中會出現階梯效應，會造成部分模具無法達到高精準的要求，為此直接制模法無法應用在企業大規模制造中，只能應用于金屬部件制造中。

3 快速模具制造技術的未來發展趨勢

模具制造方法的有效應用，能夠進一步促使制造企業在市場競爭中占據一定地位，只有加快模具制造技術的發展進程，才能促使企業獲得更多經濟效益。雖然國內對加速模具制造技術的研究獲得一些成果，模具制作方式也趨向于成熟，但模具制作技術的應用效果依然不明顯。由于國內技術限制造成模具制造技術的應用范圍無法擴大，在制造企業實際生產中主要應用直接制模法與間接制模法，雖然兩種方法優點較多，但依然存在一定缺陷，比如間接制模法容易受到制造環境與制作材質的影響，造成模具的精確度較低。直接制模法綜合應用性較強，但由于國內技術水平不高，無法保證在生產大規模產品時模具精準度，從而無法提高企業經濟效益。由此來看，企業競爭力的提升與制造技術的發展存在一定聯系。只有確保快速模具制造技術的有效應用，并加速研究制模新方法，實現低成本、高質量生產目標，才能促使模具制造技術發展速度加快。

4 結語

綜上所述，要想保證制造企業能在制造市場中占據一定地位，需要不斷研發模具制造新方法，并逐步擴大制造范圍，在保證模具質量的同時進一步提高模具生產效率。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的制作新方式，為制造企業未來發展提供一定條件。

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