快速成型与快速模具制造技术分析

陈 涛

（湖南工贸技师学院， 湖南 株洲 412006）

引言

改革开放之后，我国的经济飞速发展，在产品市场上，企业和企业之间的竞争越来越激烈。如何节约时间做好产品的开发，成为了企业需要重点关注的问题。现阶段，对于一些生产企业来说，需要结合科技优势来做好产品的开发工作。但是，由于设计流程复杂，产品从研究开发到产出上市所需要的时间是比较漫长的。

企业在产品研发过程中利用快速模具技术可以节约时间，减少研发成本，有效提升企业的核心竞争力。为了顺应时代发展，需要不断完善快速模具技术。快速模具技术中包含了材料、控制、信息等多种先进的科学技术。这一技术被广泛应用后，在军事等领域也发挥了重要的作用，为产品的研发提供了一个比较快速的通道。

1 技术介绍

快速模具技术利用计算机技术，在实际操作过程中，能保证模具制作的精度，并且有效节约成本和时间，降低在产品研发上的投入[1]。通过采用快速模具制造技术，可以在短时间内制造出模具。

2 技术的应用

2.1 直接制模法

直接制模法是使用原型机械制造出可以大量成产的模型，对初步成型的模型做进一步的完善，模型的精度较高，也比较好用。模具来自于厂家的批量生产，使用这一方法所制作出来的模型主要是应用在和金属材料相关的模具制造过程中。直接制模法可以发挥出制模的最快速度，在实际的操作过程中，流程是比较简单的，一般的工作人员在经过培训之后就能上手进行模型的制作，在一些做工比较复杂的模具制造过程中，往往也是使用这一方法。尽管直接制模法有很多优点，但是仍有缺陷之处，比如精度不够，在制作模具的过程中，尺度受限等。下文主要介绍了四种比较常见的直接制模方法[2]：

2.1.1 光固化快速成型工艺技术

采用该技术可以直接制造出树脂类的模具，这种模具具备很强的柔韧性，通常用来生产一些小型塑料零部件。

2.1.2 叠层制造技术

在使用该技术时，需要合理使用特殊的纸张，这样制造出来的纸质模具和木质的模具相比较，强度相似，还具备了较强的耐磨性优势，可应用在小规模批量生产。因其有非常好的精准度，也适用于大型的木质模具制造，用途十分广泛[3]。

2.1.3 选择性激光烧结快速成型工艺技术

该技术的最大优势就是能在实际制模的过程中适应树脂或者是金属粉，这样制作出来的模具具备非常强的韧性。

2.1.4 融化沉积技术

融化沉积技术使用喷头将材料按照模具的路径，在一个规定的位置将模具凝结成型，最终形成一个比较完整的模具。

2.2 间接制模法

间接制模法是在实际产品制造的过程中使用原型机械，先要将产品的外形制作出来，然后翻制原型件，并能实现大批量生产。与直接制模法相比，这种方法在实际应用中具有较高的优势，但是需要与原来的翻制技术相结合，制作精准度更高，能有效控制成本。在金属、树脂和硅胶等模具制作过程中，间接制模法的应用比较广泛。一些软质的模具能采用这种方法用进行制作，硬质的模具同样可以生产。具体的制模方式如下：

2.2.1 软质模具

这种模具所使用的材料一般是软性物质，如铝、树脂等，这些制模材料的成本相对较低廉，制作周期也不长，一般是适用在航空、军事等领域的小批量产品制造[4]。

2.2.2 硬质模具

硬质模具采用的是硬质材料，如钢质材料，硬质模具有很多的优点，往往被应用在陶瓷等类型的精密模具的制作过程中。

3 快速成型与快速模具制造技术发展

和传统的模具制造相比，快速模具的制作技术具备很多的优势，比如时间较短、成本低廉以及精准度高等。传统模具的制造时间大约需要两到三个月的时间，在制作一些比较复杂的模具时，如有的模具需要使用其他工具进行加工，比如刀具，还有的模具需要使用数控机床做进一步的加工，这些模具的制作往往需要耗费很多的时间。快速模具在短时间内就能制作完成，这是因为快速模具时在原型件的基础上进行的，一般只需要花费4 d 左右就能完成，极大地减少了时间成本。传统模具在制作过程中，可能会使用一些工具和设备，时间久了，这些工具和设备也会出现不同程度的磨损，精准度出现偏差，这就需要对工具和设备进行更换。而对于快速模具制造来说，只需要在不同条件下对材料的收缩进行合理的掌控，就能控制好精准度。传统模具在进行具体制造时，往往会使用电极，会产生损耗和废料，材料成本较高。快速模具在实际的制作过程中，往往不需要借助其他的工具，也不会产生多余的消耗和废料，成本相对较低[5]。

现阶段，大部分企业在制作模具过程中，主要目的就是节约成本并减少时间。快速模具技术经过多年的发展虽然有了很大的进步，但是，在实际生产过程中还是无法满足产品需求。因此，为了不断扩大模具制造技术的应用领域，就需要不断更新技术，将工作重点放在模具材料的研发上，获得性能更好的金属模具。既能有效提升模具的性能，又能节约成本和时间，提升精准度[6]。

4 结语

现阶段，我国的快速模具制造技术已经取得了非常快速的发展，在模具制造过程中，实现了节约时间，降低成本，并且有效提升了生产效率，能更好地适应市场发展的需求，为模具制造企业带来更多的经济效益。