近年來,制造業市場的制造戰略重點正在發生從成本與質量到時間與響應的重大轉移??焖賹⒍鄻踊漠a品推向市場是制造商把握市場先機而求生存的重 要保障,快速響應制造已成為國際研究的熱點,應運而生的快速成形/快速制模/快速制造技術為企業提高競爭力提供了一種先進的手段。該技術是基于材料累加成 形的一種高新制造技術,被國際模協秘書長羅百輝認為是20世紀制造領域的一次革命性突破,可制造注塑模、壓鑄模、沖壓模等各類精密復雜模具,目前已廣范應 用于汽車、航空航天、船舶、家電、工業設計、醫療、建筑、工藝品制作以及兒童玩具等領域,并且隨著這一技術本身的不斷發展和完善,其應用范圍將不斷拓廣。
在汽車、家電制造業中,模具成形零件占到了制造工時的50%~70%。模具制造是制約我國汽車、家電、輕工等行業發展的瓶頸和關鍵,隨著快速成 型軟硬件設備與快速成型材料的不斷發展和完善,快速原型件的強度和精度得到不斷的提高,快速成型技術已經逐漸地深入到快速模具制造領域,基于快速成型方法 制造各類簡易經濟快速模具已成為RP&M應用的熱點問題。
模具快速制造雖然快速成形技術問世時間不長,但由于它對制造業帶來的巨大效益使得這一技術的應用日益廣泛,特別是給模具的設計與制造帶來了一次 飛躍??焖僭图夹g可精確制作模具的型心和型腔,也可直接用于注射過程制作塑料樣件,以便發現和糾正出現的錯誤。由于快速原型制造這一新技術的應用,使模 具的設計與制造逐步趨向于數字化、快速化,使模具制造在縮短周期,降低成本的進程中,大大前進了一步。
快速制模技術大都是依據快速成型制作的實體模型即樣模(母模)采用拷貝方式(如金屬噴涂、電鍍、復合材料澆注、精鑄等)來快速制造模具主要工作 零件(凸、凹模或模腔、模芯)的,其制造周期一般為傳統的數控切削方法的1/5~1/10,而成本卻僅為其1/3~1/5。根據模具材料、生產成本、RP 原型的材料、生產批量、模具的精度要求已開發出多種多樣的工藝方法。
據國際模協秘書長羅百輝介紹,目前的快速制模方法大致有間接制模法和直接制模法,基于RP快速制造模具的方法多為間接制模法。依據材質不同,間 接制模法生產出來的模具有軟模、橋模和硬模。軟模(softtooling)通常指的是硅橡膠模具。用SLA、FDM、LOM或SLS等技術制作的原型, 再翻成硅橡膠模具后,向模中灌注雙組份的聚氨酯,固化后即得到所需的零件。橋模(bridgetooling)通常指的是可直接進行注塑生產的環氧樹脂模 具。采用環氧樹脂模具與傳統注塑模具相比,成本只有傳統方法的幾分之一,生產周期也大大減少。模具壽命不及鋼模,但比硅膠模高,可達1000~5000 件,可滿足中小批量生產的需要。硬模(hardtooling)通常指的就是鋼質模具,即用間接方式制造金屬模具和用快速成形直接加工金屬模具。