杨子义[1]2004年在《基于数控加工原型的快速模具制造工艺研究》文中进行了进一步梳理在快速模具制造的两种方法中,直接法虽然在缩短模具制造周期、降低成本等方面具有优势而备受关注,但离实际应用还有一定差距。目前发展较快的快速原型技术却因专用激光成型设备以及原型材料过于昂贵而限制了应用范围。随着计算机和控制技术的发展,数控加工设备已广泛应用于制造企业,而精密成型技术经过多年的发展,理论和实际操作过程都已经十分成熟。在此背景下,本课题提出了将数控加工技术与现代精密材料成型技术结合,以期克服激光快速原型技术在表面及尺寸精度低、机械性能低以及成本高、尺寸规格受限制等方面的不足,开发一种基于数控加工技术的低成本、高精度快速金属模具制造工艺。该工艺的工艺路线为在CAD环境中对零件的CAD数据进行整个制造系统的精度控制及前期误差补偿,然后用加工中心快速加工出精密成型用的蜡模、泡沫塑料模或高分子材料模具原型并优化其加工工艺和后处理工艺、最后通过石膏型等精密铸造工艺并使用研制的铝合金模具材料制造出模具,使之在少量加工或者不加工条件下能用于实际生产。工艺的重点在于寻找一种适用于数控加工和精密成型的专用原型材料,探讨并研究该原型材料的数控加工工艺和精密成型工艺;通过研究Si、Cu、RE、Zr等元素对铝合金高温性能的影响,开发一种适合于复杂模具型腔铸造成型的铝合金模具材料,并对该材料的表面强韧化、模具后处理等方面进行初步研究,使其能应用于快速模具。以上述工艺路线为思路,试验中采用一些在实际应用的零件对基于数控加工原型的快速模具工艺进行了实践。结果表明:基于数控加工原型的快速模具制造工艺,与目前研究较多的激光快速原型相比较,节省了昂贵的快速原型设备和原型用材料使得模具制造成本可以降低～30%、模具制造周期缩短～30%,具有更易于推广应用、实现制模过程流程化等优点;和传统的模具制造技术相比,可以大大降低模具总的制造成本、减少昂贵数控加工费用、缩短模具制造周期,为企业带来很大的经济效益。
曹韩学[2]2003年在《基于快速原形技术和并行工程的快速模具制造方法》文中研究表明传统的模具制造过程属于串行制造过程，周期长，效益低；而现有的快速模具制造方法虽然有精确、快速的特点，但因成形设备、材料价格昂贵以及材料本身的机械和物理性能达不到工业生产的要求而未得到广泛应用。因此，将常规模具生产和快速模具制造相结合，实施模具并行制造，具有很大的现实意义。在此背景下，本论文详尽全面地分析了现有的模具制造过程，提出了基于快速原形技术和并行工程的快速模具制造方法：即以常规加工为基础，与快速模具相结合，从模具定单开始，实施模具并行制造，以充分利用模具开发各个阶段在时间上存在的交叉性，同时进行工艺设计、CAD模型、结构设计和标准件的外购等工序，从而缩短模具的开发周期、降低了模具制造成本。以上述思想为基础，本论文研究了以快速原形技术和陶瓷型精密铸造为基础的快速模具制造工艺，并将该工艺用于汽车发动机进气歧管铸造模具的快速制造。结果表明：采用该方法，虽然快速原形的制作费用比较高，但模具总成本却因模具钢利用率的大幅度提高和机加工费用的大幅度降低而比常规机加工模具制造工艺低15%左右；从工期上看，采用该方法虽然增加了模具快速原形的制作时间，但却显着减少了模具的机加工时间，最终使模具主体部分的制作工期缩短了40%左右，使模具的总体制造周期缩短了10～15%。
华涛[3]2003年在《基于快速原型的快速模具制造技术的研究》文中研究指明市场竞争的不断加剧，要求企业必须快速响应市场和用户的需求变化，促使工业生产越来越向多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展。模具是制造各种产品的关键工艺装备，为了加强产品在市场上的竞争力，客观上要求缩短模具的开发周期、降低模具的制造成本。基于快速原型的快速制模技术具有制模周期短、成本低、精度与寿命又能满足生产使用要求的特点，对于中小型模具的制造，具有比较显着的综合经济效益。 分层实体制造技术(LOM)和熔融沉积制造技术(FDM)是在国内广泛应用的快速成型工艺。通过这两种成型工艺得到的原型，因材质和成型工艺的限制，不能直接作为模具使用。因此，必须采用高精度、低成本的工艺路线，将LOM和FDM非金属原型经过中间转换，变为满足生产使用要求的注塑模或用于模具加工的电火花电极。 电铸工艺具有极高的复制精度和重复精度，能很好地再现原型的精度；化学镀具有镀层均匀、分散能力强的优点，适合于LOM和FDM非金属原型的表面导电化；电弧喷涂具有生产效率高、涂层结合力强的特点，适合于电铸层的裱褙加固。本课题正是研究如何利用LOM和FDM原型，结合化学镀、电铸和电弧喷涂等技术，实现注塑模或电火花电极的快速经济制造。 论文首先展开对电铸、化学镀和电弧喷涂工艺的研究，在对脉冲电铸、化学镀和电弧喷涂加工机理进行详细分析的基础上，采用正交试验等方法进行大量的工艺试验，完成脉冲电铸、化学镀和电弧喷涂工艺参数的优化。 针对LOM快速原型的特点，采用浇注树脂反型和封闭特殊涂料两种方法，解决了LOM纸质原型化学镀铜的难题；以优化的工艺参数对LOM原型脉冲电铸铜，得到复制精度很高的电火花电极的工作部分；采用电弧喷涂铜对电极工作部分进行加固，得到具有良好的导电导热性能、结合力强的背衬，从而实现电火花电极的快速制造。 最后结合FDM快速原型的特点，通过对其化学镀镍和电铸镍，得到具有良好机械性能和耐腐蚀性能的模具型腔，然后组合使用电弧喷涂Zn-Al伪合金和环氧树脂浇注，对模具型腔进行背衬加固，实现注塑模的快速经济制造。
曹驰[4]2009年在《锌基合金模具快速制造关键技术研究》文中认为多品种、小批量、快速化的现代产品制造发展趋势要求企业必须快速响应市场和用户的需求变化,并提供创新设计的产品快速推向市场。快速成型技术和快速模具制造技术为解决该问题提供了技术支撑。其中,铸造法间接快速模具制造技术合理利用了快速成型技术和铸造技术的互补性,具有快速灵活适应性广的特点,可以实现低成本快速制造模具,成为快速模具制造的研究和应用热点。本文基于锌基合金这种经济快速模具材料进行铸造法快速模具制造技术研究,围绕创新和快速两个主题,将产品创新设计方法、埋铸法注塑模随形冷却水道思想、新型模具材料和表面处理技术融合到快速模具制造工艺中,形成了一种支持产品创新的锌基合金模具快速制造技术,主要研究内容包括以下五个部分：(1)利用数字化图像处理技术进行数字图片特征的提取研究,制定了输入的BMP格式图形的矢量化方案,通过灰度化、二值化、滤波、轮廓提取、细化等过程,研究和筛选关键步骤中的算法,并进行编程实现,提取出数字图片的特征轮廓信息,并生成DXF格式文件输入到叁维造型软件中。通过研究实现了数字图片特征信息用于产品创新设计和模具表面图纹的制造中,特征轮廓精度高,结合快速制模方法可以不依赖腐蚀或者精雕的方法即可生成模具型腔的图纹。(2)提出用埋铸法快速制造内置随形冷却水道(Conformal Cooling Channels-CCC)注塑模具的工艺路线,利用锌基合金的低熔点和铸造工艺的灵活性,可以实现CCC的低成本制造。用MPI软件对随形水道冷却效果进行了模拟,结果表明常用模流分析软件不能适应埋铸法的特点。用传热学原理和有限差分法建立内置埋铸随形冷却水道注塑模具的解析模型,并开发了模拟仿真程序,对比分析直水道和随形水道的冷却效果,对内置CCC的水管直径、距型腔壁距离和水管间距等参数进行分析,为埋铸随形冷却水道的仿真优化进行探索,为今后的冷却水道模拟提供了借鉴和研究基础。(3)选择一种高铝铜含量的锌基合金Zn-11%Al-8%Cu-Mg为研究对象,试验考察稀土和锆元素对合金组织性能的影响,以进一步改善传统锌基合金的性能以提高模具寿命。结果表明：适量的稀土和锆元素能够细化合金组织,并形成均匀分布的第二相,但加入量过多后细化变质效果减弱,不利于组织优化；稀土和锆元素能够提高合金的力学性能和耐腐蚀性能,但当稀土和锆加入量分别达到0.06%和0.5%时,合金性能降低。热处理试验表明：Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金采用320℃保温3h后水冷+120℃保温10h后空冷的热处理工艺后虽然硬度有所下降,但强度和延伸率提高,组织更加均匀。综合试验结果确定Zn-11%Al-8%Cu-Mg-0.05%RE合金为模具合金。(4)对Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金表面化学镀镍工艺进行研究,以进一步改善锌基合金模具性能并促进其应用。锌基合金的性质分析表明化学镀前处理很关键,考虑到镀层的结合力和化学镀工艺的环保,本文开发一种碱性预化学镀+酸性化学镀镍的锌基合金化学镀工艺。试验筛选了合理的化学除油、弱酸浸蚀和碱性预化学镀的工艺,分析锌基合金化学镀镍的机理,通过酸性化学镀镍溶液的成分对镀镍速度的影响进行镀液优化。对化学镀镍层的分析表明沉积速率为11.44μm／h,镀层含磷量为6.03%,属于中磷镀层,镀层为非晶态结构,镀层致密均匀,镀层与基体结合良好,耐蚀性较基体有很大的提高。因此化学镀镍工艺可以对Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金起到防护作用,有望成为该合金作为模具使用时的表面处理方法。(5)以实例说明基于SLA原型的锌基合金模具快速制造的工艺,进行真空注型机的设计制造,从CAD模型获得的SLA原型的制造可以制造硅橡胶软模,研究得到石膏型的制作工艺,分析了锌基合金模具零件的铸造工艺和凝固特点,通过重力铸造工艺可以获得模具零件。该工艺可以集成前四部分的研究成果,形成支持产品创新的锌基合金模具快速制造技术。将锌基合金在塑料模、冲裁模和拉深模上进行试制,对锌基合金模具进行应用和评估。本文通过研究形成了基于SLA原型和铸造工艺的锌基合金快速制模技术及新型材料的开发,为低成本快速制造高质量的锌基合金模具提供技术应用基础,为快速反应市场的产品创新提供技术支持。
赵建华, 杨武刚, 杨子义[5]2006年在《基于数控加工原型的快速模具制造工艺》文中研究指明1工艺方案的提出基于RP原型的快速模具制造工艺需要专门的设备,原型材料昂贵,这些都影响了该技术广泛应用。另一方面,数控加工技术在制造业中的应用越来越广泛,数控加工设备已由原来的高端设备变成了大多数工厂具有的普通设备。而精密材料成形技术发展迅速,如失蜡精密
蔡咏梅[6]2005年在《基于快速成型与逆向工程技术的快速模具制造》文中提出模具是工业生产的主要工艺装备,模具工业是基础工业。现代工业品的发展和技术水平的提高在很大程度上取决于模具工业的发展水平。随着我国加入世界贸易组织和全球经济的发展,模具制造业市场竞争日益激烈。开发低成本、短周期、高质量的新型快速模具产品,并将其迅速推向市场己成为企业在激烈的市场竞争中立于不败之地的关键。逆向工程快速成型技术的应用使模具的快速制造成为可能。模具的快速制造又称快速制模(Rapid Tooling 简称RT)是以快速原型技术为技术支撑,结合逆向工程技术的现代制造技术。快速模具制造技术(RT)制造的模具可分为直接制模,间接制模。间接制模又分软模和硬模两种。此技术广泛得应用于汽车、摩托车、家电、玩具和旅游品等行业。本论文结合具体项目游戏手柄硅橡胶模的制作,研究了快速成型原理,快速成型的几种主要方法SLA,LOM,SLS,FDM等,硅橡胶模具制作工艺及浇注件的浇注过程,并对影响硅橡胶模具制造精度的因素进行了讨论。论文中还结合硬模精铸剪羊毛摆杆的制造,研究了逆向工程叁维实体建模的关键技术:数据采集、数据处理、叁维实体造型及金属模具制造中的重要技术,电铸铜电极,电火花加工方法及基于逆向工程冲压模具的快速制模方法。通过基于逆向工程快速成型技术的叁维实体建模、硅橡胶模具的制备、金属模具制造、电火花加工、冲压模具制造的应用研究,得出了如下结论:快速模具制造技术具有制造方法简单、工艺范围广,设计生产周期短、质量高和便于实现远程服务等特点。
张昌明[7]2006年在《基于RP的快速模具制造技术研究》文中指出不断加剧的市场竞争，要求企业能快速响应市场和用户的需求变化，从而促使工业生产越来越向多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展。为了加强产品在市场上的竞争力，客观上要求对作为制造各种产品的关键工艺装备——模具的开发周期和制造成本进行控制。基于快速原型的快速制模技术具有制模周期短、成本低、精度与寿命又能满足生产使用要求的特点，对于中小型模具的制造，具有比较显着的综合经济效益。 快速成型技术(Rapid Prototyping，简称RP)是20世纪80年代末期迅速发展起来的一种先进制造技术。它将计算机上可见的设计图形，迅速、准确地变成产品原型或直接制造零件，因此对缩短产品开发的周期、减少开发费用、提高市场竞争能力都具有重要的现实意义。快速制模(Rapid Tooling，简称RT)技术，就是将传统的制模方法(如数控加工、铸造、金属喷涂等)与快速成型制造技术相结合，使得模具制造周期短、成本低、综合经济效益好，在模具的精度和寿命方面能满足生产使用要求的模具制造技术，它已成为现代模具制造的强有力手段。换言之，快速模具制造工艺的特点在于快速成型技术与传统制模技术相结合，互相补充，使模具的设计和制造周期缩短。从模具的概念设计到出模，快速制模一般是传统模具加工方法所需时间的1/3左右，对复杂的零部件还可以更为节省时间。
赵建华, 杨武刚, 杨子义[8]2005年在《基于数控加工原型的快速模具制造工艺》文中指出提出一种将常规数控加工技术与精密材料成形技术结合应用于快速模具制造的新工艺。工艺路线为在CAD环境中对零件的CAD数据进行前期误差补偿,用普通加工中心快速加工出精密成形用的专用蜡基或泡沫塑料基模具原型,并优化其加工工艺和后处理工艺,最后通过精密铸造工艺制造出模具,使之在少量加工或者不加工条件下能用于实际生产。
李国兵[9]2008年在《基于快速原型的电铸模具成形工艺研究》文中认为随着生活质量和欣赏水平的提高,人们对新产品的追求越来越强烈,使得现在市面上的产品更新换代越来越快。为了满足顾客的需求,提升企业的竞争力,企业的产品正在向小批量、多样化、高质量的方向发展。而现代工业品的开发和技术水平的提高在很大程度上取决于模具制造技术的发展,这使得模具的设计与制造必须尽可能的缩短周期,不断降低开发成本。快速成形技术给模具的设计与制造带来了一次飞跃。由于快速成形技术的应用,加上此基础上的快速制模技术的发展,使模具的设计与制造逐步趋向于数字化、快速化,“基于快速原型的电铸成形模具技术”能满足模具制造的新要求。电铸工艺具有极高的复制精度,能精确的复制出金属型腔;分层实体制造(LOM)是国内推广较早、技术较成熟且成本较低的原型制造方法,研究如何更好地把二者结合起来生产金属模具,对模具技术的发展具有深远的影响。本文首先分析影响硫酸铜溶液电铸制造铜模的因素并对主要参数进行正交实验,得到了生产高质量铜模较优的技术参数。试验条件与工厂实际生产条件相同,所研究的成果对企业有更真实的指导价值。由于LOM原型直接电铸需要复杂的前期处理,本课题避开直接用其作为电铸载体,而是经过更适合的材料翻制转换,得到合适的电铸载体,使电铸质量更高。本文还对深孔电铸进行了初步的实验研究,总结了金属在深孔中沉积的规律,提出深孔可电铸径深比的最小极限是24%,探讨了深孔电铸中质量问题的解决方案。本文提出了LOM原型+吸塑壳型+涂覆铜粉再电铸的快速制模的新工艺。为了检验研究成果,该技术成功应用于青岛纸塑制品有限公司太阳能管的内包装模具生产上,并批量生产产品。结果表明该新工艺是完全适合市场需求和企业实际利益的。
朱江峰[10]2010年在《基于逆向工程和快速原型技术的快速模具制造技术研究》文中提出随着市场竞争的日益加剧,要求企业必须能够快速响应市场和用户的需求变化,同时由于工业生产越来越向多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展,为了在竞争中占据有利的地位,企业必须对变化的市场需求能够作出快速响应,高效率地实现多品种、小批量的敏捷化生产。基于逆向工程和快速原型技术的快速模具制造技术(RT)是快速制造领域中发展最迅速的技术之一,它能对模具快速反求,实现产品到模具的快速设计、制造,从而提高设计效率、准确性和缩短模具的设计周期。本文针对国内外逆向工程的发展应用情况,以叁维扫描仪为逆向工程中数字化设备的研究工具,以较准确地还原产品原始几何参数为目的,对快速准确地曲面建模进行了研究。根据对相关资料的总结,论文对快速原型技术的特点和几种典型工艺作了介绍。对于快速模具制造技术主要介绍了快速模具制造的方法,分析了模具快速制造的间接法和直接法的特点和问题。采用在国产环氧树脂中添加各种金属粉末的方式,研究金属粉末对于制模用环氧树脂性能的影响。并在此基础上对基于RE和RP技术的金属粉末填充环氧树脂快速模具制造技术的理论和实践开发应用进行了研究。本论文的研究成果对基于逆向工程和快速原型技术的快速模具制造技术具有一定的参考价值,并对金属树脂快速模具工艺的实际应用具有一定的指导意义,为快速模具制造技术的发展,及其在实际生产中的应用提供了新的途径,具有较高的经济效益和应用价值。
参考文献：
[1]. 基于数控加工原型的快速模具制造工艺研究[D]. 杨子义. 重庆大学. 2004
[2]. 基于快速原形技术和并行工程的快速模具制造方法[D]. 曹韩学. 重庆大学. 2003
[3]. 基于快速原型的快速模具制造技术的研究[D]. 华涛. 大连理工大学. 2003
[4]. 锌基合金模具快速制造关键技术研究[D]. 曹驰. 兰州理工大学. 2009
[5]. 基于数控加工原型的快速模具制造工艺[J]. 赵建华, 杨武刚, 杨子义. 电气制造. 2006
[6]. 基于快速成型与逆向工程技术的快速模具制造[D]. 蔡咏梅. 新疆大学. 2005
[7]. 基于RP的快速模具制造技术研究[D]. 张昌明. 太原理工大学. 2006
[8]. 基于数控加工原型的快速模具制造工艺[J]. 赵建华, 杨武刚, 杨子义. 现代制造工程. 2005
[9]. 基于快速原型的电铸模具成形工艺研究[D]. 李国兵. 湖南工业大学. 2008
[10]. 基于逆向工程和快速原型技术的快速模具制造技术研究[D]. 朱江峰. 南昌大学. 2010
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