快速成型技术在铸造模具制造中的应用

范伟

摘要：模具的生产与国内工业领域的发展有着非常紧密的联系，为了可以有效地推动我国工业生产领域的进步和成长，工作人员需要将先进的快速成型技术引进模具制造作业中，以求显著提升模具生产效率，这也是笔者将要与大家进行分析和讨论的重点内容。

关键词：快速成型技术；铸造模具；制造应用

快速成型技术是国内工业制造生产领域在未来几年内的重要发展趋势，该技术的应用不仅可以有效地提高工业生产中模具制造的效率和质量，还可以显著降低模具的制作成本，提高生产企业的经济效率，接下来，笔者将以该技术为主体，对其技术概述、模具制作以及技术应用等方面进行详细的论述，希望对一些模具制造和生产的工作人员有所帮助。

一、技术概述

快速成型技术是自20世纪末开始发展出的一项具有非常重要意义的制造技术，该技术主要是由激光技术、驱动技术、CAD/CAM技术、数控技术、新型材料所构成，该技术自应用以来，在机械制造企业的产品创新、产品开发等方面都起着非常关键性的作用，虽然工作人员在使用该技术时所采用的制作原材料之间会存在着一定的差异性，但是技术应用中所体现出的主要工作原理均是由分层制作、逐层叠加的方式来完成的，从数学的层面上来说，该技术原理与数据的积分过程有着异曲同工之处，从宏观的角度上来说，该技术的应用形式与3D打印技术相似。该技术在实际应用中的特征主要体现在成型快、适用性强、制作周期短、操作简便、集成性高等等。[1]

二、模具制作

（一）软质模具

软质模具主要是由一些軟性材料制作而成，适用于产品数量为505000左右的生产企业，市场上常见的软性材料有环氧树脂、锌合金、硅橡胶、低熔点合金、铝金属等等，该类型的模具在使用过程中具有成本低廉、周期短等优势，而工作人员在使用快速成型技术来制作软质模型时主要会使用以下方法：第一，硅橡胶法，通过该方法所制造的硅橡胶模具不仅有良好的弹性，同时还可以在模具上制作一些非常精美的纹路，但是该类模具的适用性不强；第二，树脂法，当模具的需求量非常大时，工作人员可以使用树脂材料作为模具的制作原材料，并且通过合理地使用快速成型技术中原型压铸的方式来高效率地完成该类型模具的批量制作；第三，金属法，工作人员使用该方法进行模具制作时，通常以RP8d为原型，并且在此基础上将金属合金均匀地喷涂于模型的外表面，并且将模具的制作原材料快速地填入模具内，完成金属模具的制作，该方法的优势在于操作简便、一次成型、制作周期短、耐磨性强等等[2]；第四，电铸法，该模具制作法与上述我们所提到的金属喷涂法相类似，电铸法主要是利用电化学的基本原理，将PR8d圆形的外表面通过电解沉淀的方式进行模具的制作，通过该方法制作而成的模具具有均匀性强、精度高等优势。

（二）硬质模具

与软质模具相对应的则是硬质模具，适用于产品数量规模较大的产品生产企业，市场上常见的硬质模具通常为钢模具，工作人员在使用快速成型技术进行硬质模具的生产制造时，通常会使用以下方法：第一，电火花法，该方法主要是指工作人员将BPM作为模具的圆形，同时将EDM作为连接模具的电源，通过电火花的方式对模具进行加工制造，然后再合理地使用三维砂轮以及石墨电极的方式对该模具进行细节上的处理，最终完成整个钢模具的制作；第二，熔模法，该方法主要适用于钢模具的批量制造，以RPM原型作为母版通过软蜡熔模的方式实现钢模具的精密复制；第三，陶瓷法，对于一些数量较少的模具批量铸造生产企业，工作人员便可以使用陶瓷法进行模具的制作生产，依然以RPM为模板原型，将陶瓷砂浆作为模板制作的原材料，通过焙烧的方式对陶瓷砂浆进行固化处理，以此来完成模板的制作。

三、技术应用

（一）汽车工业

快速成型技术在汽车工业中也有着非常广泛地应用，工作人员在使用该技术时需要先将熔点较高的铝合金均匀地喷涂于汽车模型的外表面，通过这些方式所制作出的汽车模板具有耐用性强、精度高、可批量生产、质量高、制作成本低等技术优势，在汽车工业中的发动机、气缸以及其他内部构件的生产作业中都起到了非常关键性的作用。

（二）航空工业

快速成型技术除了在汽车工业有所应用之外，在航空工业中也有着非常重要的意义，以火箭模型内的壳体零部件为例，若以传统的模型制作方式进行生产制造，通常需要至少8个月的制造时间，同时还需要至少30万元的制作成本，无论是制作周期还是制作成本，快速成型技术都有着绝对的优势，工作人员在使用快速成型技术进行火箭模型内壳体零部件的制造工序时，需要先将标准模板节能性固定，并且在其中浇筑适量的硅橡胶，浇筑作业完成之后，工作人需要静置约12h20h，当硅橡胶材料完全凝固之后，工作人员需要按照模具的分割线将模具进行分模处理，从而进一步完成壳体零部件模具的生产制作，通过这种方式制作而成的模具通常可以在2个月之内完成，工作人员在对这些模具进行适当地精加工处理之后便可以投入后续的生产使用中，通过快速成型技术所制作出的模具与传统的模具制作方法相比，制作周期约节约2/3，而制作成本约节约3/4。

四、结语

总而言之，虽然快速成型技术在我国汽车工业和航空工业中都有着非常重要的应用，在软质模具和硬质模具的制作与生产中也起到了非常关键性的作用，但是该技术在实际使用时仍然还存在着一些技术层面上的不足之处，希望相关技术人员可以对该技术进行进一步地优化和改进，希望该技术在不久之后可以在工业生产领域中发挥出更加重要的作用。

参考文献：

[1]陈亘宇.快速成型技术及其在模具制造领域的应用[J].科技视界，2015（23）：101102.

[2]谈耀文，王永信，程永利.光固化快速成型树脂模具在铸造工业中的应用[J].模具工业，2013，39（04）：169172.