快速制模技术及应用
快速成型与快速模具制造技术及其应用课程作业
1、立体光固化(SLA) 该方法是目前世界上研究最深入、技术最成熟、应用最广泛的一种快速
二、 STL数据文件及处理
快速成型制造设备目前能够 接受诸如STL，SLC，CLI， RPI，LEAF，SIF等多种数 据格式。其中由美国3D Systems公司开发的STL文 件格式可以被大多数快速成
型机所接受，因此被工业界
认为是目前快速成型数据的
准标准，几乎所有类型的快 速成型制造系统都采用STL 数据格式。
五、CT图像数据处理软Mimics
Mimics软件简介
Mimics软件是比利时Materialise公司面向医 学CT或MRI数据模型处理的运行在Windows 操作 系统环境下的高度集成的三维图像处理软件，该软 件能在几分钟内将CT或MRI数据转换成三维CAD或 快速成型所需的模型文件。其主要功能特点如下：
成型方法。
SLA技术原理是计算机控制激光束对光敏树脂为原料的表面进行逐点扫 描，被扫描区域的树脂薄层(约十分之几毫米）产生光聚合反应而固化，形 成零件的一个薄层。工作台下移一个层厚的距离，以便固化好的树脂表面再 敷上一层新的液态树脂，进行下一层的扫描加工，如此反复，直到整个原型 制造完毕。由于光聚合反应是基于光的作用而不是基于热的作用，故在工作 时只需功率
3、选择性激光烧结(SLS)
研究SLS的有DIM公司、EOS公司、北京隆源公司。该法采用C02激光器作 能源，目前使用的造型材料多为各种粉末材料。在工作台上均匀铺上一层很薄 的粉末，激光束在计算机控制下按照零件分层轮廓有选择性地进行烧结，一层 完成后再进行下一层烧结。全部烧结完后去掉多余的粉末，再进行打磨、烘干 等处理便获得零件。目前，成熟的工艺材料为蜡粉及塑料粉，用金属粉或陶瓷 粉进行粘接烧结的工艺还正在实验研究阶段。该技术具有原材料选择广泛、多 余材料易于清理、应用范围广等优点，适用于原型及功能零件的制造。在成形 过程中，激光工作参数以及粉末的特性和烧结气氛是影响烧结成形质量的重要 参数，原理如图4所示。
快速制模技术的应用一例
的光滑程度 ，只有原型表面足够光 件体积 来称取硅胶时要适量 ，型箱
滑 ，才能保证制作 的硅胶模型腔 的 体 积取 得过小 ，可以降低硅胶的用
二 、车灯壳的硅胶 制模
光洁 度 ，进 而 确 保 翻制 的产 品具 量节省 制模 成本 ，但是会影响硅胶
基 于快 速原 型 技 术 的快 速 制 有较 高 的 表面 质 量 和便 于 从 硅胶 的使 用效 果 且不 利 于硅 胶 模 的浇
用硅胶棒制作浇 口。浇 口 置只能 位
选取端面位置 ，不能选 上下 表面 ， 因为这样会 影响车灯的表面光洁 度
屑去掉 ， 而车灯 的硅胶模具就 制 可知 ，采 用这种快速 制模 技术制作 从
作 出来了。 的产 品无论是 在质量、式样 、还是
和光学性 能 ， 而影响质量 。 从 （） 胶浇 注再抽 真空 固化并 ４硅
图３ 车灯原型件 和通过真空浇注技 术制造的产品
位 ，切割模具 时 ， 口应切成锯 齿 切 品就被 制造 出来了。产品可以根据
状。然后利 用脱模 工具将原型件 取 需要选择不 同的颜 色 ，产品的原型 出后 ，将硅胶上残 留的胶带和硅胶 件 和复 制件如 图３ 示 。从实验 模具 就可 以制 作 出 表面精度 ，与原型件相 比都好不逊 许多色样但形状相 同的车灯壳 产品 色 ，完全能满足 快速生产的要求。
了。在实验 中制作 的硅胶模具 图样
如 图２ 所示。
把排气过的硅胶小心地从侧 面
倒入型箱 ， 硅胶 沿着一侧 的箱壁进 入型箱 ，直到原型件全部没入硅胶
０１ 。 发展起 来的新兴 技术 ，是传统 的制 １ ：的比例配制 ） 模方法 与快速成 形技术相结合的产 物 。与传统 技术 相比 ，快速制模技 术从产 品的开发设计到原型件模型
2013湖工大快速成型与快速模具制造技术及其应用考试重点总结
快速成型工艺基本原理：基于离散堆积原理的累加式成型，从成型原理上提出了一种全新的思维模式，即将计算机上设计的零件三维模型，表面三角化处理，存储成STL文件格式，对其进行分层处理，得到各层截面的二维轮廓信息，按照这些轮廓信息自动生成加工路径，在控制系统的控制下，选择性的固化或烧结或切割一层层的成型材料，形成各个截面轮廓薄片，并逐步顺序叠加成三维实体，然后进行实体的后处理，形成原型。
快速成型：1液态（SLA FDM）2粉末粒子(SLS)3薄层材料（LOM）在SLA系统中，扫描器件采用双振镜模块。
设置在激光束的汇聚光路中，由于双振镜在光路中前后布置的结构特点，造成扫描轨迹在X轴向的枕形畸形。
当扫描到正方形图形时，扫描轨迹并非一个标准的正方形，而是出现枕形畸形。
激光扫描方式对成型精度的影响：扫描方式与成型工件的内应力有密切关系，合适的扫描方式可以减少零件的收缩量，避免翘曲和扭曲变形，提高成型精度。
Z字形扫描方式：顺序往复扫描1过程太多，会出现严重的拉丝现象；2会产生严重的振动和噪声，降低加工效率；分区往复扫描：提高成型效率，分散收缩应力，减小收缩变形，提高成型精度；跳跃光栅式扫描可分为长光栅和短光栅式扫描：采用短光栅式扫描更能减小扭曲变形；采用跳跃光栅式扫描有效的提高了成型精度，它使得固话区域有更多的冷却时间，减小了热应力；对平面零件时采用螺旋式扫描方式，且外向内的扫描方式比内向外的扫描方式加工生产零件精度高. 传统的SLA制造技术：利用激光或者其他光源照射光敏树脂，使光敏树脂分子发生光聚合反应形成较大的分子实现树脂的固化。
单光子吸收光聚合反应SPA：光固化过程中树脂分子对光能的吸收是以单个光子为单位。
双光子吸收光聚合反应：以双光子吸收效应代替传统光固化成型过程中单光子吸收的过程。
叠层实体制造技术LOM：（Laminated Object Manufacturing，简称LOM）是几种最成熟的快速成型制造技术之一。
快速模具制作流程中的RP技术应用
电化教育把美国某一企业的ZP320 制作流程为试验素材，运用化学物料石膏制品的粉基zp103为定型原料，采取快捷定型工艺中的三维立体空间打印工艺，针对三维空间立体模具制品实施削片化分层整治，获取相异高程截面状况的参数讯息，选取截面光线扫描方式，敷设化学粘结制剂，现场获取可以被用作现场金属制品铸造成型的快捷型模具工件。
将管路三通管段工件做为实验器具，探讨了其总体运作流程。
由实验结果可知，快捷型模具的制作与现场金属结构铸造工艺的紧密融合，可将模具工件的制作过程和结果具备期限压低、制做费用减少、铸件结构品质优良等特点，展示了快捷型模具制作的特点，同时亦给快捷型模具产品制作工艺在金属器具的生产领域拓展出了崭新的空间。
引言模具制品的快捷定型工艺（又可称其为RP）是属于二十世纪八十年代后期得以快速实施的一类现代化模具制造工艺。
其把电脑上可视的工件图案，快捷、精准地转换成模具工件的原型或就地现场加工零部件，故其对减少模具产品研发的期限、减低制作成本、强化市场拥有地位均可发挥出积极的促进作用。
快捷型模具产品制作（又可将其称为RT工艺）工艺，即是指把过去的建模手段（比如数字型控制切削整形、翻砂铸造、金属表面喷涂等过程）和快捷定型制作工艺相紧密融合，让模具产品制作期限短、费用少、整体价值性高。
在模具加工的尺寸标准及使用期限均可达到工业标准需求的快捷性模具加工工艺，其已变成当今模具产品制作的最有效方法。
快捷定型模具制造工艺沿用到现在，已经开发出了多类新技术，这些新工艺中应用最普遍、技术最完整的当属以光固式空间定型工艺为代表的六种先进工艺模式。
1 快捷型模具制作的操作流程选取快捷定型工艺的多层叠加制作工艺，运用对应程序软件设计出金属三通管件的三维电脑数据图案立体模型及其所用的模具工件模型，以化学石膏细粉基zp103充当定型原料，选取三维立体空间打印定型工艺快捷加工出三通型管件的快捷型模具结构，且把快捷型模具工件实施烘干工序处置，浇注七百摄氏度的铝合金热流体，从而定型出三通式管铸件产品。
快速模具制造技术
快速模具制造技术概述快速模具制造技术是一种高效、灵活和经济的制造方法，用于制作注塑模具、压铸模具和挤压模具等。
这种技术通过利用先进的数控加工设备、3D打印技术和快速零件制造技术，在短时间内生产出高质量的模具。
本文将介绍快速模具制造技术的原理、优势和应用。
原理快速模具制造技术主要基于数控机床的加工精度和3D打印的快速原型制作能力。
在制造过程中，首先使用计算机辅助设计软件（CAD）设计模具的三维模型，然后将模型转化为数控机床可以识别的G代码。
数控机床根据G代码自动控制刀具的运动，将坯料加工成模具的形状。
3D打印技术可用于制作复杂形状的模块和零部件，以及快速制作模具的原型。
优势快速模具制造技术具有以下几个优势：时间和成本节约相比传统模具制造方法，快速模具制造技术能够大大减少制造周期和成本。
数控机床的高速加工和自动化控制使加工过程更加高效和精准，而3D打印技术可以减少原型制作的时间和成本。
灵活性和适应性快速模具制造技术可以根据不同的需求和设计变化进行快速调整。
由于使用了数控机床和3D打印技术，可以灵活地调整模具的形状和尺寸，满足不同产品的需求。
高质量和复杂性快速模具制造技术可以实现复杂形状和高精度模具的制造。
数控机床的高精度加工和3D打印技术的高分辨率保证了模具的质量和精度。
创新和设计自由度快速模具制造技术提供了更大的创新和设计自由度。
利用3D打印技术可以实现更多样化的模具形状和结构，带来更多的设计可能性。
应用快速模具制造技术已广泛应用于各种制造行业，包括汽车、电子、家电、医疗器械等。
以下是其应用的一些典型示例：注塑模具制造快速模具制造技术在注塑模具制造中得到了广泛应用。
通过快速模具制造技术，注塑模具的制造周期可以大大缩短，同时可以实现更复杂的注塑模具设计，提高生产效率和产品质量。
压铸模具制造压铸模具制造是另一个适合快速模具制造技术的应用领域。
通过使用快速模具制造技术，可以快速制造出高精度的压铸模具，提高压铸产品的生产效率和质量。
模具快速制造技术
模具快速制造技术模具是工业制造中不可或缺的一环。
它是将原材料经过加工和成型，用来制造各类产品所必需的工具。
随着科技的不断进步，模具制造技术也在不断革新。
其中，模具的快速制造技术是当前最为热门和前沿的技术之一。
一、快速制造技术的概念和特点快速制造技术（Rapid Tooling）是相对于传统模具制造方法而言的一种新型模具制造技术。
它是以电脑辅助制造技术（CAD/CAM）为基础，将设计好的三维模型转化为实体模具的方法。
与传统模具制造方法不同的是，快速制造技术的模具制造时间更短，成本更低廉，且可以制造高精度、复杂度更高的模具。
二、快速制造技术的分类根据快速制造技术的基本原理和应用范围，可将快速制造技术分为以下几类：1. 真空吸塑快速制造技术：真空吸塑快速制造技术是利用一些特殊的硅胶、塑料材料制作模具，之后利用真空吸塑技术快速制作出各种小尺寸的零件模具。
这种技术可以用于制作一些复杂形状、大批量、高质量且设计要求高的低压模具。
2. 烧结金属粉末快速制造技术：烧结金属粉末快速制造技术是指利用烧结工艺将金属粉末制成具有一定强度的模具，然后进行加工成型。
这种技术可以制造出复杂形状、高强度的大型模具。
3. 3D打印快速制造技术：3D打印快速制造技术是指将设计好的三维模型通过3D打印技术逐层输出制作模具的方法。
这种技术制造时间短、成本低、且具有一定的精度和表面质量。
4. 清模快速制造技术：清模快速制造技术是指通过复制已有的模具，并改变模具结构，以适应新的设计要求和工艺流程的方法。
这种技术可以省去制作新模具的时间和成本。
三、快速制造技术的应用领域快速制造技术广泛应用于各个行业，例如汽车、电子、医疗器械、航空等领域。
在汽车制造领域，快速制造技术可以进行模具造型、检具制作、模具试验和检验等工作。
可以快速制造出汽车大灯、排气管、座椅等各类零部件的模具。
在电子行业，快速制造技术可以利用3D打印技术快速制作出手机、电脑等各类产品的外壳，提高产品开发的速度和灵活性。
专题论文-快速制模技术
专题快速制模技术模具是制造业中使用量大、影响面广的工具产品。
没有型腔模、压铸模、铸模、深拉模和冲压模，就无法生产出被广泛应用和具有竞争价格的塑料件、合金压铸件、钢板件和锻件。
在现代批量生产中，没有高水平的模具，就没有高质量的产品，它对企业提高生产效率、降低生产成本也有重要的作用。
据国外最新统计分析，金属零件粗加工的75%、精加工的50%和塑料零件的90%是用模具加工完成的。
因此，模具工业也被称为“皇冠工业”。
由于市场竞争的日益激烈，产品更新换代的速度不断加快，多品种小批量将成为制造业的重要生产方式，在这种情况下，制造业对产品原型的快速制造和模具的快速制造提出了强烈的要求。
高速加工技术的出现，为模具制造技术开辟了一条崭新的道路。
快速制模技术是一种快捷、方便、实用的模具制造技术。
特别适用于新产品开发试制、工艺验证和功能验证以及多品种小批量生产。
快速制模技术特点快速模具制造技术与传统的模具制造技术相比,具有如下特点：（1)制造方法简单，工艺范围广由于快速模具制造是基于材料逐层堆积的成形方法，工艺过程相对简单、方便和快捷，它不仅能适应各种生产类型特别是单件小批的模具生产，而且能适应各种复杂程度的模具制造；它既能制造塑料模具，也能制造金属模具。
模具的结构愈复杂，快速模具制造的优越性就更突出。
（2）模具材料可强韧化和复合化快速模具制造工艺能方便地利用在合金中添加元素或结晶核心，改变金属凝固过程或热处理等手段，可改善和提高模具材料的性能；或者在合金中添加其它材料，可制造复合材料模具。
(3)设计周期短，质量高由于RT的模具设计极少依赖人的因素，因而可有效地降低人为的设计缺陷。
设计师可利用RP制造的高精度模型，在设计阶段就可对产品的整体或局部进行装配和综合评价，并不断改进，大大地提高了产品的设计质量。
（4）便于远程的制造服务由于RT对信息技术的应用，缩短了用户和制造商之间的距离，利用互联网可进行远程设计和远程服务，能使有限的资源得到充分的发挥，用户的需求能得到最快的响应。
快速模具技术现状及其应用研究
第 ３ ３卷 第 ２期
Ｖｏ １ ． ３３ Ｎｏ ． ２
企 业 技 术 开 发
ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩ ＣＡＬ ＤＥＶＥＬ ＯＰＭＥＮＴ ＯＦ ＥＮＴＥＲＰＲＩ Ｓ Ｅ
２ ０ １ ４年 １ 月
Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ４
快 速 模 具 技 术 现 状 及 其 应 用研 究
郑 志敏
直接制模法是运用快速原 型机直接制作 出可 以量产
制技术 的多样性 ， 可 以根据不同的应用要求 ， 使用不同复 杂程度 和成本 的工艺 。一方面可以较好 的控制模具 的精 度、 表面质量 、 机械性能与使用寿命 ， 另一方面也可以满足
模具制造快速成型技术探讨
模具制造快速成型技术探讨概要：要想将新产品的开发成本降低，开发周期缩短，就必须将模具的成本有效控制并降低，因此就必须充分借助快速成型技术进行制模，并且在充分考虑模具原型材料的基础上将电弧喷涂快速制模、硅胶-陶瓷型橡胶模制模、硅橡胶制模及其树脂型复合模具制模手段合理的选择应用随着市场的不断变化与消费者需求的增多，使得当下不得不加快产品更新，进而就必须加快产品研发，基于此，引进快速成型技术则具有重要的意义。
一、快速成型技术的相关特点分析对快速成型技术的特点进行归纳汇总，主要表现为以下几个方面：一是速度快，即从规划到生产的时间短，对新品的管理域开发相当适用；二是柔性高，即改变CAD模型并对设置参数重新调整，便可将不同形状的模型生产；三是选材广，除了塑料树脂类之外，还可以选择陶瓷材料、金属、复合材料、纸类与石蜡类材料进行制模；四是设计制造一体化且高度技术集成，包括了机械控制、材料控制、激光、计算机、计算机技术、综合数据、数控技术等；五是自由成形制造，即零件形状无特殊限制和不受复杂零件形状限制；六是加工制造快速，将新品研制周期与成本大大缩减，同时加工具有自动化、浪费少、噪声小及其振动小的特点；七是原型的互换性及其复制性高；八是产品的复杂程度不影响加工成本和周期；九是制造原型的形状不影响制造工艺。
二、模具制造中快速成型技术的应用一般涉及间接制模和直接制模两种模具制造方法，而要想实现快速制模，就必须保证快速原型具有较高的尺寸精度，然而受成型工艺及其材质等因素的影响，使得直接制模法较为少用。
目前在产品生产中应用较多的快速成型制模技术主要包括了以下几种：一是电弧喷涂快速制模，即依据原型模样充分雾化熔化的金属，之后将其向样模表面喷射，且控制一定的速度，促进模具型腔表面的形成，之后将复合材料背衬充填，支撑选择的材料为硅橡胶或环氧树脂，分离壳与原型，将精密模具获得，再将冷却系统和浇注系统等加入，与模架一同制作注射模具。
快速成型与快速模具制造技术及其应用
1976年，P. L. DiMatteo进一步明确 地提出，这种堆积技术能够用来制 造用普通机加工设备难以加工的曲 面，如螺旋桨、三维凸轮和型腔模 具等。在具体实践中，通过铣床加 工成形沿高度标识的金属层片，然 后通过粘接成叠层状，采用螺栓和 带锥度的销钉进行连接加固，制作 了型腔模，如图所示。
由DiMatteo制作的型腔模叠层模型
第三节 快速成型技术的特点及优越性
❖ 快速成型技术的优越性
◎ 用户受益 用户在产品设计的最初阶段，也能见到产品样品甚至少量产品，这使得用户能及早、 深刻地认识产品，进行必要的测试，并及时提出意见，从而可以在尽可能短的时间 内，以最合理的价格得到性能最符合要求的产品。
第一章 概 论
1 快速成型技术的早期发展 2 快速成型技术的主要方法及分类 3 快速成型技术的特点及优越性 4 快速成型技术的发展趋势
1902年，Carlo Baese在他的美国专利(# 774549)中，提出了用光敏聚合 物制造塑料件的原理，这是现代第一种快速成形技术—“立体平板印 刷术”(StereoLithography)的初始设想。
1940年，Perera提出了在硬纸板上切割轮廓线，然后将这些纸板粘结 成三维地形图的方法。
第一章 概 论
1 快速成型技术的早期发展 2 快速成型技术的主要方法及分类 3 快速成型技术的特点及优越性 4 快速成型技术的发展趋势
第二节 快速成型技术的主要方法及分类
❖ 快速成型过程
快速成型离散和叠加过程
快速成型技术的制造方式是基 于离散堆积原理的累加式成型， 从成型原理上提出了一种全新 的思维模式，即将计算机上设 计的零件三维模型，通过特定 的数据格式存储转换并由专用 软件对其进行分层处理，得到 各层截面的二维轮廓信息，按 照这些轮廓信息自动生成加工 路径，在控制系统的控制下， 选择性地固化光敏树脂或烧结 粉状材料或切割一层层的成型 材料，形成各个截面轮廓薄片， 并逐步顺序叠加成三维实体， 然后进行实体的后处理，形成 原型或零件，如图所示。
快速原型制造技术及其在模具制造中的应用
。机械 与电子０
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ ＯＬ ＹＩＦ ＭＡ Ｉ Ｎ ＣＥ Ｃ Ｅ ＨＮ ＯＧ Ｎ ＯＲ Ｔ Ｏ
２１ ００年
第 ３期
快速原型制造技术及其在模具制造中的应用
杨 统 方 志 刚 ｆ 州学院机械 工程学 院 浙江 台州 台
【 摘
３８ ０ ） １ ０ ０
要 】 文 简要 介 绍 了快 速 原 型 制 造技 术的 基 本 原 理及 其 重要 意 义 ， 重 介 绍 了基 于快 速 原 型 制 造技 术 的快 速 模 具 （ 制 造原 理 ， 本 着 Ｒ 简
１ 快速原型制造技术（ ａｐ技术） 及快速模具制造（ Ｔ ａ）Байду номын сангаас
一
之 母 ” 但 是产 品 在 实际 制 造 和最 终 成 品检 测 前 ， 。 是很 难 保 证 产 品成 型 高 ， 些 快速 成 形 机 制 作 的工 件 有 较 好 的 机 械 强 度 和 稳 定 性 ， 此 快 一 因 过 程 中每 一个 阶 段 的性 能 符 合 预 期 、 终 产 品 能 够 达 到 要 求 ， 就 需 速 成 形件 可 直 接 用作 模 具 ，如同 制 作单 个 或 者 小 批 量注 塑 模 具 一 样 。 最 这 要 模 具设 计 工 程 师有 深 厚 的 专业 知 识 和足 够 的 设 计 经验 ， 则 容 易 产 选 择 性激 光 烧 结 快速 成 型 工 艺能 够 实 现金 属 粉 末 烧 结 ， 制 作 出来 的 否 所 生 废 品 ， 费 人 力物 力 。 同 时模 具 设计 与制 造 是 一个 多环 节 和 多 反 复 浪 部 件 本 身就 具 有 较 高 的 强 度 ， 果 再 配 合 后 续 的 金 属 溶 渗 ， 可 以 制 如 则 的过 程 ． 设计 和 制造 出一 副 适 用 的 模 具 往 往 需 要 经 过 由 设 计 、 造 到 作 成 强度 足 够 高 的金 属 模 。 此外 ， 于试 制 用 注 塑 模或 低熔 点 合 金 铸 制 对 试模 、 修模 的 多次 反 复 ． 致 模 具 制 作 的 周 期 长 、 本 高 ， 至 可 能 造 造 模 ， 于对 模 具 的 强 度 、 点 要 求 不 高 ， 以直 接 用 硅 橡 胶 、 氧 树 导 成 甚 由 熔 可 环 成 模 具 的报 废 。 面对 现 代 激 烈的 市 场 竞争 ， 种 传 统 的生 产 方 式 难 以 这 脂 模 ， 可 以 采 用快 速 模 具制 造 方 法 直接 制 作 硅橡 胶 、 氧树 脂 模 。 也 环 适 应 企 业 的快 速 发展 ． 客观 上 需 要 一 种 快 速 设 计 、 速 制 模 和 校 模 的 快 ２２ 用 快 速 成 形 件作 为母 模 ， 制 软 模具 当制 造 小 批 量 零件 时 ， ． 翻 或 新 技 术 者 对 于试 制 用 注塑 模 或 低熔 点 合 金 铸造 模 ， 以 采用 以快 速 成 型 原 型 可 快 速 原 型制 造 技 术（ ａｉ ｒｔｔ ｉｇ简 称 ｆＰ 术 ） 上 世 纪 九 作 母模 ．采 用硅 橡 胶 浇 注 制作 硅 橡 胶模 或 者 树 脂 浇 注成 环 氧 树 脂 模 。 Ｒ ｐｄＰｏ ｙ ｎ ， ｏｐ ｕ技 是 十 年 代 后 期 发 展 起 来 的一 项 先 进 制 造 技 术 ，是 在 现 代 Ｃ ＤＣ Ｍ 技 硅橡 胶 良好 的柔 性 和 弹性 ， 于 结 构 复杂 、 纹 精 细 、 拔 模 斜 度 以 及 Ａ ／Ａ 对 花 无 术 、 光加 工 技 术 、 算 机数 控 技 术 、 密 伺 服 驱 动技 术 以及 新 材 料 技 具 有 深 凹槽 的零 件 来 说 ， 激 计 精 制件 浇 注 完 成后 均 可 直 接取 出 。如 熔 模 铸 造 术 的 基础 上 集 成 发展 起 来 的 。 Ｐ技 术 的基 本 原 理是 ： 计 算机 内的 三 Ｒ 将 用 的 蜡模 ． 可 以采 用 这 种 方 法 来 制 作 软 模 具 ， 于 形 状 复 杂 的 蜡 模 就 对 维 数 据模 型 进 行 分层 切 片 得 到各 层 截 面 的轮 廓 数 据 ， 计算 机 据 此 信 息 采 用 快速 成 型 技术 更 能 体 现 其优 势 性 。 种 方 法还 被 大 量 的运 用 到 文 这 控 制 激 光器 （ 喷 嘴 ） 选 择性 地 烧 结 一层 接 一 层 的 粉 末 材料 （ 固化 或 有 或 物 、 艺 品 等形 状 特 别 复 杂 、 理 特 别 清 晰 物 件 的 原 型 翻 制 硅 橡 胶 软 工 纹 层 又 一 层 的液 态 光 敏 树 脂 ． 切 割 一 层 又 一 层 的 片 状 材 料 ， 喷 射 或 或 模具上。 层 又一 层 的热熔 材 料 或 粘 合剂 ） 成一 系列 具 有 一 个 微小 厚 度 的 片 形 ２３ 用快 速成 形 件 作 为 母模 ， ． 翻制 硬 模 具 软模 具 的用 途 是 有 限 的 ， 状实体 ， 再采 用 熔 结 、 合 、 结 等 手 段 使 其 逐 层 堆 积 成 一 体 ， 可 以 聚 牯 便 很 多情 况 下 是 要求 制 作 的模 具 具 有 一定 的强 度 、 高 的熔 点 和 适 当 的 较 制 造 出所 设计 的新 产 品 样 件 、 型 或 模 具 ， 单 描 述 就 是 “ 层 制 造 。 寿 命 ， 模 简 分 这就 必 须 要制 造 出硬模 具 。采 用快 速 模 具 制 造方 法 制 造 硬 模 具 逐 层 叠加 ” 类 似 于 积 分过 程 。 ． 的 基 本方 法 是 ： 快 速 成 形 件 作 母 模 ， 根 据 快 速 成 型 件 复 制 得 到 的 用 或 Ｒ Ｐ技 术在 不 需 要 任何 刀 具 、 具 及 工 装 卡 具 的情 况 下 ， 接 接 受 模 直 软 模 具 ， 注（ 浇 或涂 覆 ） 膏 、 石 陶瓷 、 属 基 合 成 材 料 、 属 ， 成 硬模 具 金 金 构 产 品 计 算 机 辅 助 设 计（Ａ 数 据 ， 实 现 任 意 复 杂 形 状 新 产 品 的 快 速 Ｃ Ｄ） 可 ｆ 各种 铸造 模 、 塑模 、 模 的压 型 、 仲模 ）从 而批 量生 产 塑 料件 或 如 注 蜡 拉 ， 制 造 ， 速 制 造 出新 产 品 的样 件 、 具或 模 型 ， 快 模 优越 性 显 而 易见 。 Ｒ 金 属件 。 种 模 具有 良好 的机 械 加 工性 能 ， 进行 局 部 切 削加 工 ， 用 Ｐ 这 可 以便 技 术 快 速 制 造 出 的模 型或 样 件 可 直 接 用 于新 产 品 设 计 验 证 、功 能 验 获 得 更高 的 精度 ， 镶 人 嵌块 、 却 系统 、 注 系统 等 。 或 冷 浇 证 、 验证 、 分析 、 外观 工程 市场 订 货 等 ， 利 于 优化 产 品设 计 ． 大 提 高 有 大 ２４ 用 快 速 成 形 系统 制 作 电脉 冲机 床 用 电极 用 电 火 花 电 极 加工 是 ． 新 产 品开 发 的 一次 成 功 率 ， 短 研 发 周期 ， 低 研 发 成本 。 高 产 品 的 缩 降 提 制 造 钢制 模 具 的一 个 重 要 方 法 ， 别 是 对 于 形 状 复 杂 的 型 腔 ， 火 花 特 电 市 场竞 争 力 。 电极 加 工 应 用广 泛 ， 以将 快 速 成 型技 术 和 电 火 花加 工 技 术 结 合起 来 可 现代 制 造业 广 泛 采用 模 具 来 批量 生 产 和 加 工 机 器零 件 ． 具 成 形 提 高模 具 生 产效 率 。 基本 方 法 是 ： 模 其 用快 速 成 型件 作 为 母 体 ， 后 通过 然 零 件 占翻 造 工 时 的 ５％～ ０ ．在零 件 的成 形 过 程 中往 往 要 经 历 多 次 喷 镀或 涂 覆 金 属 、 末 冶 金 、 密 铸 造 、 注 石 墨粉 或特 殊 研 磨 ， 作 ０ ７％ 粉 精 浇 制 设 计 、 制 、 价 、 进 、 场 多 次 反 复循 环 ， 一 循环 都 涉 及 到 模 具 制 成 良好 导 电性 和 足 够 强 度 的 金 属 电 极 ， 于 电 火 花 加工 型 腔 ， 研 评 改 市 每 用 能大 幅 造 。 具 制 造 是 制约 我 国 制造 业 发 展 的瓶 颈 和 关 键 。而 模 具 是 一 项技 模 降 低模 具 的 生产 成 本 和 时 间 。 术 密 集 型产 品 。 设 计 制 造 涉 及 材 料 、 艺 、 备 等 各 种 因 素 ， 计 和 其 工 设 设 制 造 出一 副 适 用 的 模 具 需 要 经 过 由 设 计 、 造 到 试 模 、 模 的 多 次 反 ３ 结 束 语 制 修 复， 因此 制 模周 期 长 ， 成本 高 。 着快 速 成 型 软 硬件 设 备 与快 速 成 型材 随 快 速 原 型 制 造 技 术 及 以 其 为 基 础 的 快 速 模 具制 造 技 术 在 企业 新 料 的不 断 发 展 和完 善 ，快 速 原 型 件 的强 度 和 精度 得 到 不 断 的 提 高 ， 其 产 品 开发 中发 挥 着 重要 作 用 ． 其 对 于 产 品 样件 开 发验 证 、 批 产 品 尤 小 快 速 设计 、 速 制 造 、 速 校 验 产 品 生 产 的 特 性 尤 其 适 合 模 具 的 快 速 快 快 功 能测 试 、 品 开发 推 广具 有 非 常 重要 的 意 义 。 它 可 以大 大 缩 减新 产 新 制 造 ， 速成 型 技 术 已经 逐 渐 地 深 入 到 模 具 制 造 领 域 。 于 快 速 成 型 快 基 品 的 开发 周 期 。 提高 产 品 开发 的 一 次成 功 率 ， 降低 开 发成 本 ， 免 开发 避 方 法 制造 各 类 简 易经 济快 速 模 具 已 成 为 Ｒ Ｐ技 术 应用 的热 点 问 题 。所 风 险 。当 前 市场 竞 争 越来 越 激 烈 ， 产 品 的 快 速 开发 与推 广 成 为 一个 新 谓 快 速模 具 铡 造 Ｒ （ ｐｄｔ ｌ ｇ技 术 就 是指 以 Ｒ Ｔｒ ｉ
快速成型和快速模具制造技术的应用
在工业造型 、 机 械 制造 、 模具制造 、 医学 等 领 域 的应 用 ， 并 对快 速 成 型 技 术 今 后 的 发 展 方 向 作 了 简要 阐 述 。
关键词 ： 快 速 成 型 快速 模 具 制 造 技 术
一
随着新型材料 的开发 ， Ｒ Ｐ 系统 所制 造 的 产 品零 件 原 型 具 有 较 好 的力 学 性 能 ． 可 用 于传 热及 流体 力 学 试 验 。 而用 某 些 特 殊 光 固化 材 料 制 作 的模 型 还具 有 光 弹 特 性 ，可 用 于 零 件 受 载 荷 下 的应 力 应 变 分 析 。 如 美 国 推 出 的某 车型 开 发 中 ．直 接 使 用 Ｒ Ｐ 制 作 的模 型进 行 车 内空 调 系
４ ． 快 速 制 造 模 具
随 着 材 料 种 类 的 增 加 及 材 料 性 能 的不 断改 进 ，其 用 途 越 来 越 广泛 ． 主 要 概 括 为 以下 几 方 面 。
１ ． 使设 计 原 型样 品化
为提高产品设计质量 。 缩短试制周期 ， 快 速 成 型 系 统 可 在 数小 时或 数天 内将设 计人 员 的图纸 或Ｃ Ａ Ｄ模 型 制 造 成 看 得 见、 摸 得 着 的实 体 模 型 样 品 ， 从而使设计者 、 制造者 、 销售 人 员 和 用 户 都 能 得 到 极 大 的好 处 。 （ １ ） 从 设 计 者 受 益 的角 度 来 看 在 传统 的设 计 过 程 中 ， 由 于设 计 者 自身 的 能 力 有 限 ， 不 可 能 在 短 时 间 内 仅 凭 产 品 的 使 用 要 求 就 把 产 品各 方 面 的 问 题 都 考 虑 得 很 周 全并 使结 果优 化 。 虽 然 在 现代 制造 技术 领 域 中 ， 提 出 了并 行 工 程 的 方 法 ， 即 以小 组 协 同 工 作 为 基 础 ， 通 过 网 络 共 享 数 据 等 信 息 资 源 。来 同 步 考 虑 产 品设 计 和制 造 的 有 关 上 下 游 问题 ， 从而实现并行设计 ， 但仍然存在着设计 、 制造周期长 、 效 率低 下 等 问题 。 采用快速成型技术 ， 设 计 者 在 设 计 的 最 初 阶 段 就 能 拿 到 实 在 的 产 品 样 品 ，并 可 在 不 同 阶段 快 速 地修 改 重 做样品 ． 甚至做 出试制用工模具 及少量 的产 品， 进行试 验 ， 据 此 判 断 有关 上 下 游 的 各 种 问 题 ，从 而 为 设 计 者 创 造 一 个 优 良 的设 计 环境 。 尽快得到优化结果 。因此 ， 快 速 成 型技 术是 真 正 实现并行设计的强有力手段。 （ ２ ） 从 制 造 者 受 益 的角 度 看
基于快速成形技术的快速模具制造技术(doc 10页)
基于快速成形技术的快速模具制造技术(doc 10页)2.用快速成形件作母模，复制软模具(Soft tooling)用快速成形件作母模，可浇注蜡、硅橡胶、环氧树脂、聚氨脂等软材料，构成软模具，或先浇注硅橡胶、环氧树脂模(即蜡模的压型)，再浇注蜡模。
其中，蜡模可用于熔模铸造，而硅橡胶模、环氧树脂模等可用作试制用注塑模或低熔点合金铸造模。
3.用快速成形件作母模，复制硬模具(Iron tooling)用快速成形件作母模，或据其复制的软模具，可浇注(或涂覆)石膏、陶瓷、金属基合成材料、金属，构成硬模具(如各种铸造模、注塑模、蜡模的压型、拉伸模)，从而批量生产塑料件或金属件。
这种模具有良好的机械加工性能，可进行局部切削加工，以便获得更高的精度，或镶入嵌块、冷却系统、浇注系统等。
用金属基合成材料浇注成的蜡模的压型，其模具寿命可达1000～1 0000件。
4. 用快速成形系统制作电脉冲机床用电极用快速成型件作母体，通过喷镀或涂覆金属、粉末冶金、精密铸造、浇注石墨粉或特殊研磨，可制作金属电极或石墨电极。
三、基于RP的快速模具制造的应用1. 利用硅橡胶模(Silicon Rubber Mold)制作佛头、线圈硅橡胶有很好的弹性和复制性能，用它来复制模具可不考虑拔模斜度，基本不会影响尺寸精度，而且这种材料有很好的切割性能，用薄片就可容易地将其切开且切面间非常贴合，因此用它来复制模具时可以先不分上下模，整体浇注出软模后，再沿预定的分模面将其切开，取出母模，即可得到上下两个软模。
(1)试验用设备和材料所用的设备：Stratasys的Titan快速成形机、HVC-1真空注型机和恒温箱。
所用的材料：日产KE-1310ST透明硅橡胶、日产CAT-1310固化剂(浇注时，KE-1310ST与CAT-1310以100：10混合)和PX215真空注型硬制聚氨脂树脂(异氰酸脂，多元醇1∶1混合)。
(2)制模工艺路线使用 UG、PRO-E、Solid Edge 等软件进行三维实体造型，以STL 文件格式保存；将文件输入快速成形机作出制件原型，处理后作为硅橡胶母模；组合模框后将硅橡胶和固化剂的混合物浇注于框中，通过真空脱泡、固化后剖切取出母样即得硅胶模；最后在真空注型机中浇注塑料样件。
现代快速模具制造技术及其应用
产工作奠定 了坚实的基础 。 本文 以此为视角， 对现代快速模具制造技术及其 应用 问题进行了系统的研究， 得出了一些结论， 希望这些 结论能够在一定程
度上指导实践。 １ 直接快速模 具和 间接 快速模具技术及其 比较
对直接快速模具制造来说，指 的是通过对不同类 型快速原型技术 的应 用， 直接制造 出模具本身 ， 接下来再进行 一些必要 的后续处理 工作， 比如机
科 学 进步
科学 与财富
现代快速模具制造技术及其应用
齐向前
（ 平高集 团有限公司 河南 平项 山 ４ ６ ７ ０ ９ ９ ） 摘 要： 在二十世纪 后半期， 快 速成形与制造技术被看做 是制造 领域中最为重大的进展之一， 这种融合了激光技术、 材料科学和信息控制技术 的新型 技术模式， 经过多年的发展之后 已经在汽车 、 家 电、 航空、 医疗等 多个不同 的领域得 到了广泛 的应 用， 并成功的实现 了面 向市场 的产 品造型设 计敏 捷化控
加工等， 目的在 于获得模具所规定的机械性能与尺寸精度 以及表面粗糙度 等１ ２ １ 。 在目 前情况下 ， 可 以直接制造 金属模具 的工艺较多， 主要涉及到激光选
区烧结、 三维打印以及形状沉积制造与三维焊接等 。但是 ， 即便这种直接快 速模具的制造技术具有其独特 的特征， 比如制造过程相对简单， 能够更加充
在汽车工业领域 ， 汽车覆盖件的材料较薄， 尺 寸较大 ， 而且形状特 殊， 对表面 质量的要求相对较高 。 将快速模具制造技术应用其中， 可以对覆盖件进行特
别 的设计 ， 传统的通 过数 控铣进行 的机 加工制造 不但 投资较大 、 风 险更 高， 并且其 生产周期相对较长。而基于快速模具制造 的熔射高熔 点合金 的快速
快速模具原型制造技术——用快速原型直接制造模具
快速模具原型制造技术——用快速原型直接制造模具在快速原型技术领域中，目前发展最迅速、产值增长最明显的应属快速模具( Rapid Tooling , RT )技术。
2000 年5 月，在法国巴黎举行的全球快速原型协会联盟(GARPA )最高峰会议上，这一点得到了普遍的认同。
传统模具制造的方法很多，如数控铣削加工、成形磨削、电火花加工、线切割加工、铸造模具、电解加工、电铸加工、压力加工和照相腐蚀等。
由于这些工艺复杂、加工周期长、费用高而影响了新产品对于市场的响应速度。
而传统的快速模具(例如中低熔点合金模具、电铸模、喷涂模具等)因其工艺粗糙、精度低、寿命短，很难完全满足用户的要求。
因此，应用快速原型技术制造快速模具，在最终生产模具开模之前进行新产品试制与小批量生产，可以大大提高产品开发的一次成功率，有效地缩短开发时间和节约开发费用，使快速模具技术具有很好的发展条件。
由于市场需求旺盛，许多公司研制出快速模具新工艺、新设备，并且取得了良好的经济效益。
由于这些技术中高新技术的含量高，并且涉及到许多科技领域，解决了以前难以解决甚至认为是不可能解决的技术难题，所以得到了广泛的关注。
据不完全统计，在1999 年，包括快速模具在内的快速原型二级市场的年增长率达到34 . 6 % ，产值达到5 亿多美元。
而且这种增长是在几年之内都保持了两位数增长的基础上取得的。
快速原型十快速模具技术提供了一条从模具的CAD 模型直接制造模具的新的概念和方法，它将模具的概念设计和加工工艺集成在一个CAD / CAM 系统内，为并行工程的应用创造了良好的条件。
快速模具技术采用快速原型早期、多回路、快速信息反馈的设计与制造方法，结合各种计算机模拟与分析手段，形成了一整套全新的模具设计与制造系统。
快速模具技术能够解决大量传统加工方法(如切削加工)难以解决甚至不能解决的问题，可以获得一般切削加工不能获得的复杂形状，可以根据CAD 模型无需数控切削加工直接将复杂的型腔曲面制造出来。
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第七章快速制模技术及应用第一节快速制模的基本概念模具工业是制造业的重要组成部分，对国民经济和社会发展将起到越来越大的作用，模具制造的水平已成为衡量一个国家制造能力的重要标志之一。
快速制模技术是将传统的制模方法与快速成形技术相结合，使模具制造周期缩短、成本降低、经济效益提高，在精度和使用寿命方面满足生产要求。
快速制模的目标是以最快的速度从三维CAD设计模型获得所需要的最终产品零件。
随着新的快速成形技术的不断出现，快速制模技术也在不断迅速发展，并成为快速制造的重要组成部分。
按照模具的寿命(零件生产数量)，快速制模可以分为：1.用于制作少量原型(4～20件)的硅橡胶模。
2.用于小批量生产(100～5,000件)的环氧树脂背衬模和低碳钢一渗铜模。
3.用于批量生产(10,000～100,000件以上)的工具钢一渗铜模和电铸镍壳背衬模。
按照模具的用途，快速制模可以分为：1．金属铸造模的快速制造。
2．塑料注射模的快速制造。
3．钣金成形模的快速制造。
4．电火花成形电极的快速制造。
为了进一步阐明快速成形与快速制模以及各种快速制模技术之间的联系，可通过一张不完整的路线图，描述塑料注射模的快速制造，如图7-1所示。
230图7-1 快速成形和快速制模的路线从图中可见，快速成形的制件除了作为概念模型或有结构的、可装配的功能模型外，正在迅速发展和具有广阔应用前景的是快速制模领域，即用于制作母模、直接制模和间接制模。
将原型作为母模，先浇出硅橡胶模，然后通过在硅橡胶模具中真空浇铸聚亚胺酯复合物，可复制出一定批量的原型。
聚亚胺脂复合物具有与大多数热塑性塑料大致相同的性能，生产出的最终零件已经可以满足高级的功能验证和装配测试，以及作为试制产品供展览用。
短期或中期使用的热塑性材料注射模可以将原型当作母模，再进行金属喷镀来制作。
制作生产模具型腔的其他方法还有：电沉积或金属树脂混合物浇注等。
用这些快速制模方法制作出的模具，几乎与传统方式生产的模具一样。
快速原型也可以用于间接制模，制作出EDM电极的合适外形。
其优点是用快速成形技术制作复杂的电极比用数控加工要迅速得多，而且这种电极在渗透率和磨损率两方面都要比传统方法制作的电极好。
直接制作模具型腔是真正意义上的快速制造，可以采用混有金属的树脂材料制成，也可以直接采用金属材料成形。
这种模具能够进行1O万次甚至更多次注射。
231第二节硅橡胶软模及其应用一、硅橡胶软模1．制作工艺过程硅橡胶模是最常见的软模，主要是试制用模具，也可用于制作过渡模。
其制作工艺过程如图7-2所示。
图7-2 采用硅橡胶模真空浇注零件的过程从图中可见，三维CAD模型转换成为STL文件格式输出给SLA快速成形机，快速成形制成的原型就作为母模。
将母模悬挂在框盒中，并在适当位置固定一个用以形成浇注通道的金属柱；然后在常态下或在真空浇注机中倒入混合好的液态硅橡胶，再放到烘箱中固化，就得到硅橡胶模。
按照零件的复杂程度设计好分模线，将硅橡胶模切成若干块(至少是上下模两块)，取出母模，最终完成硅橡胶模的制作。
当需要复制原型时，把硅橡胶模装配固定后，放入真空浇注机下部的工作室中，并将浇注通道对准漏斗口。
真空浇注机上部的搅拌装置，将配制好的材料(如双份聚氨酯塑料)，通过上、下工作室之间的漏斗注入硅橡胶模中：然后取出有塑料件的硅橡胶模，进行脱模，获得聚氨酯塑料坯件；再在烘箱中固化后，就可获得最终的产品。
2．真空浇注硅橡胶模的优缺点真空浇注硅橡胶模的优点是：1)制作周期短，可以大幅度缩短产品开发周期。
2)制作费用非常低廉。
2323)硅橡胶模弹性好，工件易于脱模。
4)复制性能好，能够良好地反映母模上的细节，基本上不损失尺寸精度。
真空浇注硅橡胶模的缺点是：1)使用寿命不长。
对于简单零件，可以用硅橡胶模制作30～40件：对于复杂零件，仅能够制作lO～15件。
2)导热性能差。
当采用双份聚氨酯反应式塑料时，冷却时间往往是浇注时间的好几倍。
3)在压力下硅橡胶模容易变形，不能直接用于注射机生产塑料零件。
4)聚氨酯塑料件在性能上与其他塑料还有一定的差别。
3．真空浇注机真空浇注机是快速制模的一种基本设备。
德国MK-Technology公司、台湾、深圳丰溢均生产不同规格的真空浇注机，深圳丰溢生产的HVC-1型的外观和工作室内部布置如图7-3所示。
图7-3 深圳丰溢生产的HVC-1型真空浇注机从图中可见，该真空浇注机由上下两个工作室、真空泵和控制系统组成。
上工作室中有两个料杯A和B，用于存放不同的材料，料杯A和B都可以作一定角度的转动，以便将材料倒出。
在制作聚氨酯塑料零件时，A杯中存放一份聚氨酯，B杯中存放另一份聚氨酯。
在真空状态下，待材料中含有的气体蒸发后，将A杯中的聚氨233酯倒入B杯中，并借助搅拌器搅拌均匀，就双组份聚氨酯。
下工作室中是一个可升降的工作台，工作台上放置硅橡胶模。
上、下两工作室之间有一层隔板和漏斗，调整升降台可使硅橡胶模的浇注通道对准漏斗口。
然后在真空状态下，倾斜B杯，混合好的双组份聚氨酯就通过漏斗注入硅橡胶模中。
真空浇注机的压力状态对零件的质量有很大的影响。
整个浇注过程必须保证在真空状态下进行。
4．硅橡胶模的应用案例采用硅橡胶模真空浇注制作部分零件如图7-4所示。
图7-4 真空浇注硅橡胶模及其制成的零件二、非直接快速制模1．复制失蜡铸造用的蜡模硅橡胶模广泛用于非直接快速制模中，作为过渡模。
例如，注入工业用蜡，就可以成批制作失蜡铸造用的蜡模，其工艺过程如图7-5所示。
图7-5 采用蜡模浇铸金属零件的过程从图中可见，将与零件形状一样的蜡模放入陶瓷模制造设备中，制成陶瓷模的234模坯。
然后，取出陶瓷模坯，放入烘箱中，将蜡模熔化，同时对陶瓷模坯进行热处理烧结，制成陶瓷模。
利用陶瓷模就可以在精铸机中铸造各种金属零件。
借助硅橡胶模制作蜡模。
2．复制工具钢-渗铜模的模坯采用硅橡胶模作为过渡模制造批量生产用的钢模是3D Systems公司提供的一种快速制模工艺方法，注册专利为KelTool。
它采用SLA快速成形工艺制作母模，然后复制为硅橡胶过渡模，在过渡模中浇注颗粒度为5～50gm的A6工具钢粉、碳化钨粉和粘合剂的混合物，在常温下固化后，获得半成品的模坯；在有保护气体的加热炉中烧结，获得70％密度的模坯，然后在真空炉中渗入铜合金接近100％密度，最后打磨抛光即可获得大批量生产用的工具钢模具，是历史最悠久的快速制模工艺。
KelTool工艺过程是用SLA快速成形与最终塑料零件一样的正母模，比负母模更易于打磨和抛光，明显提高了模具的质量，但需要6个步骤，如图7-6所示。
图7-6 6Keltool快速制模工艺KelTool快速制模方法的优点是：1)碳化钨的颗粒很细，模具型芯和型腔的表面质量很好，表面粗糙度Ra值为20～25μm，并能够抛光至镜面。
2)由于含有30％的铜，导热性能比传统的工具钢好，能缩短注塑循环时间，提高生产率。
2353)碳化钨颗粒的硬度高，模具表面硬度可达45-50HRc，大大提高了模具的耐磨性，延长了模具的使用寿命。
对于一般工程塑料，使用寿命可达100万次以上。
4)制造周期短，可以在2～4周内交货。
KelTool快速制模方法的缺点是：1)必须有尺寸较精确而且稳定的母模才能制造高精度的模具，因此受到SLA快速成形技术的限制，尺寸精度为+O.02mm。
2)材料价格较贵，运作成本高。
三、环氧树脂背衬模1．制作工艺过程环氧树脂背衬模是采用3D Systems公司开发的一种ACES(Accurate Clear Epoxy Solid)工艺固化的树脂薄壳，并用铝填充环氧树脂作背衬而构成的注射模，称为“DAIM(Direct ACES Injection Molding)模”，是用于小批试制的直接快速制模工艺。
ACES成形工艺的特点是采用渐进式固化方法，使液态环氧树脂先后接受两次紫外线曝光，达到减少制件翘曲变形的目的，故称为精确、清晰环氧树脂固化工艺。
与传统的模具钢相比，环氧树脂相当软，而且导热性能很差。
因此，用环氧树脂制作实体型芯和型腔通常是不合适的。
DAIM模是在SLA快速成形机上制作ACES 薄壳，然后在其背后布置共形冷却铜管，再浇注铝填充环氧树脂，以增加其导热性能，最后放入模架中在注射机上注射塑料零件。
2．环氧树脂背衬模的优缺点环氧树脂背衬模的主要优点是：1)可在SLA快速成形机上直接制作注射模型芯和型腔的镶块，无需过渡模。
2)可以在很短的时间内(1～2周)生产一定批量(5～300件)的工程热塑性塑料零件。
环氧树脂背衬模的主要缺点是：1)由于环氧树脂的低导热率，造成使用DAIM模具时所需的注射循环时间较长，一般为3.5～5min。
2)SLA快速成形制作大型ACES镶块的费用较大。
3)模具的机械强度较差，而且容易磨损，特别是注射玻璃纤维填充的热塑性塑料时，会显著降低DAIM模具的使用寿命，甚至难以超过5O件。
3．低熔点合金背衬236环氧树脂背衬模除采用铝粉与双份环氧树脂的混合物作为背衬外，为了进一步增加导热性能，也可用铋、锡、锑和铅构成的低熔点合金作为环氧树脂薄壳的背衬材料。
图7-7 环氧树脂低熔点合金背衬模a)可配置共形冷却管道的环氧树脂 b)薄壳装入模架后的DAIM模这种背衬材料的优点是，当模具报废或不再使用时，可将其放入100℃的水或烘箱中，使低熔点合金背衬融化，以便回收后多次重复使用。
采用SLA快速成形制作的环氧树脂薄壳，其背面有网格框架的空间，可配置共形冷却管道，如图7-7上图所示。
浇注低熔点合金背衬后，再分别装入型芯和芯腔的模架，就成为注射塑料零件的DAIM模，如图7-7下图所示。
采用物理气相沉积、电化学沉积和低温喷镀金属等表面处理工艺，使一些材料附着于ACES镶块的表面，可以改善DAIM模的散热条件，提高表面硬度和耐磨性。
237第三节镍壳背衬模一、电铸镍壳一陶瓷背衬模1．技术特点电铸镍壳一陶瓷背衬模(Nickel Ceramic Composite—NCC)是CEMCOM公司提出的一种快速制模方法。
它是用电铸方法在母模表面形成镍壳，再用化学粘接陶瓷作背衬的模具，可以用于批量生产，生产10,000～50,000件产品。
母模可以用SLA和其他快速成形工艺制作，其形状尺寸应该与镍壳的厚度相适应，以保证镍壳的表面形状与最终零件一致。
为了电铸的需要，母模的表面需经真空镀膜、化学镀膜或喷涂硝酸银等导电化处理。
电铸是电镀的特殊应用，将母模作为阴极，电铸材料作为阳极，在电解的作用下，母模的表面逐渐沉积出金属电铸层，形成金属外壳。
电铸镍壳一陶瓷背衬模的特点是以高导热性的电铸镍壳作为模具的硬工作表面，高强度的化学粘接陶瓷作为支撑背衬，再嵌入标准的钢模架中，充分发挥了不同材料各自的优势，从而保证了模具的强度和耐磨性能。