快速成型技術在鑄造模具制造中的應用

范偉

摘要：模具的生產與國內工業領域的發展有著非常緊密的聯系，為了可以有效地推動我國工業生產領域的進步和成長，工作人員需要將先進的快速成型技術引進模具制造作業中，以求顯著提升模具生產效率，這也是筆者將要與大家進行分析和討論的重點內容。

關鍵詞：快速成型技術；鑄造模具；制造應用

快速成型技術是國內工業制造生產領域在未來幾年內的重要發展趨勢，該技術的應用不僅可以有效地提高工業生產中模具制造的效率和質量，還可以顯著降低模具的制作成本，提高生產企業的經濟效率，接下來，筆者將以該技術為主體，對其技術概述、模具制作以及技術應用等方面進行詳細的論述，希望對一些模具制造和生產的工作人員有所幫助。

一、技術概述

快速成型技術是自20世紀末開始發展出的一項具有非常重要意義的制造技術，該技術主要是由激光技術、驅動技術、CAD/CAM技術、數控技術、新型材料所構成，該技術自應用以來，在機械制造企業的產品創新、產品開發等方面都起著非常關鍵性的作用，雖然工作人員在使用該技術時所采用的制作原材料之間會存在著一定的差異性，但是技術應用中所體現出的主要工作原理均是由分層制作、逐層疊加的方式來完成的，從數學的層面上來說，該技術原理與數據的積分過程有著異曲同工之處，從宏觀的角度上來說，該技術的應用形式與3D打印技術相似。該技術在實際應用中的特征主要體現在成型快、適用性強、制作周期短、操作簡便、集成性高等等。[1]

二、模具制作

（一）軟質模具

軟質模具主要是由一些軟性材料制作而成，適用于產品數量為505000左右的生產企業，市場上常見的軟性材料有環氧樹脂、鋅合金、硅橡膠、低熔點合金、鋁金屬等等，該類型的模具在使用過程中具有成本低廉、周期短等優勢，而工作人員在使用快速成型技術來制作軟質模型時主要會使用以下方法：第一，硅橡膠法，通過該方法所制造的硅橡膠模具不僅有良好的彈性，同時還可以在模具上制作一些非常精美的紋路，但是該類模具的適用性不強；第二，樹脂法，當模具的需求量非常大時，工作人員可以使用樹脂材料作為模具的制作原材料，并且通過合理地使用快速成型技術中原型壓鑄的方式來高效率地完成該類型模具的批量制作；第三，金屬法，工作人員使用該方法進行模具制作時，通常以RP8d為原型，并且在此基礎上將金屬合金均勻地噴涂于模型的外表面，并且將模具的制作原材料快速地填入模具內，完成金屬模具的制作，該方法的優勢在于操作簡便、一次成型、制作周期短、耐磨性強等等[2]；第四，電鑄法，該模具制作法與上述我們所提到的金屬噴涂法相類似，電鑄法主要是利用電化學的基本原理，將PR8d圓形的外表面通過電解沉淀的方式進行模具的制作，通過該方法制作而成的模具具有均勻性強、精度高等優勢。

（二）硬質模具

與軟質模具相對應的則是硬質模具，適用于產品數量規模較大的產品生產企業，市場上常見的硬質模具通常為鋼模具，工作人員在使用快速成型技術進行硬質模具的生產制造時，通常會使用以下方法：第一，電火花法，該方法主要是指工作人員將BPM作為模具的圓形，同時將EDM作為連接模具的電源，通過電火花的方式對模具進行加工制造，然后再合理地使用三維砂輪以及石墨電極的方式對該模具進行細節上的處理，最終完成整個鋼模具的制作；第二，熔模法，該方法主要適用于鋼模具的批量制造，以RPM原型作為母版通過軟蠟熔模的方式實現鋼模具的精密復制；第三，陶瓷法，對于一些數量較少的模具批量鑄造生產企業，工作人員便可以使用陶瓷法進行模具的制作生產，依然以RPM為模板原型，將陶瓷砂漿作為模板制作的原材料，通過焙燒的方式對陶瓷砂漿進行固化處理，以此來完成模板的制作。

三、技術應用

（一）汽車工業

快速成型技術在汽車工業中也有著非常廣泛地應用，工作人員在使用該技術時需要先將熔點較高的鋁合金均勻地噴涂于汽車模型的外表面，通過這些方式所制作出的汽車模板具有耐用性強、精度高、可批量生產、質量高、制作成本低等技術優勢，在汽車工業中的發動機、氣缸以及其他內部構件的生產作業中都起到了非常關鍵性的作用。

（二）航空工業

快速成型技術除了在汽車工業有所應用之外，在航空工業中也有著非常重要的意義，以火箭模型內的殼體零部件為例，若以傳統的模型制作方式進行生產制造，通常需要至少8個月的制造時間，同時還需要至少30萬元的制作成本，無論是制作周期還是制作成本，快速成型技術都有著絕對的優勢，工作人員在使用快速成型技術進行火箭模型內殼體零部件的制造工序時，需要先將標準模板節能性固定，并且在其中澆筑適量的硅橡膠，澆筑作業完成之后，工作人需要靜置約12h20h，當硅橡膠材料完全凝固之后，工作人員需要按照模具的分割線將模具進行分模處理，從而進一步完成殼體零部件模具的生產制作，通過這種方式制作而成的模具通常可以在2個月之內完成，工作人員在對這些模具進行適當地精加工處理之后便可以投入后續的生產使用中，通過快速成型技術所制作出的模具與傳統的模具制作方法相比，制作周期約節約2/3，而制作成本約節約3/4。

四、結語

總而言之，雖然快速成型技術在我國汽車工業和航空工業中都有著非常重要的應用，在軟質模具和硬質模具的制作與生產中也起到了非常關鍵性的作用，但是該技術在實際使用時仍然還存在著一些技術層面上的不足之處，希望相關技術人員可以對該技術進行進一步地優化和改進，希望該技術在不久之后可以在工業生產領域中發揮出更加重要的作用。

參考文獻：

[1]陳亙宇.快速成型技術及其在模具制造領域的應用[J].科技視界，2015（23）：101102.

[2]談耀文，王永信，程永利.光固化快速成型樹脂模具在鑄造工業中的應用[J].模具工業，2013，39（04）：169172.