张国豁
贵州振华华联电子有限公司 贵州 凯里 556000
摘要：快速成型的快速模具种类比较多，一般可以从工艺，原理，分类，成型方法，以及技术特点，包括传统的呈现方式进行区别，比较快速成型模具一般从寿命制作成本模具的生产周期等几个方面进行比较，进而可以得出快速模具制造技术，在现阶段所面临的关键问题，同时也对模具快速成型原理的应用前景进行了一定的展望。
关键词：快速成型；硬质模具；软质模具
引言：随着快速成型模具的技术发展，出现了一种快速成型简称rp的技术，该技术的出现，对促进整个企业生产创新以及企业的生产周期进行缩短，起到了关键的作用，但由于受到一些材料性能的相关限制，该技术并不能完全运用于工程实际的生产当中，所以将这种技术转移到应用于模具加工方面，这种新型的技术简称为快速模具，因此出现了将快速成型应用于模具加工的技术，这种新型技术简称为快速模具 RT( Rapid Tooling) 技术。
一、模具快速成型工艺的基本特征分析
通过横向和纵向的对比分析，发现生产过程当中的模具快速成型工艺具有以下几个重要特征。
第一、能够快速成型是他最大的特征，也就是说模具成型产品的方案规划到实施生产周期变短，对目前的新型产品的开发具有积极的作用。
第二、可选用的制作材料范围比较广，除了原有的化学塑料以及树脂以外，还可以选用陶瓷金属复合型材料等等相关的各种材料。
第三、可以实现方案优化和制作实施整合在一起，达到一个高水平的信息数据集成，也就是说从整个模具制造的程序控制以及材料的选型，包括生产过程中的激光切割，以及所选用的电脑装备，甚至说是整个过程当中进行的仿真模拟，以及实际生产过程中的数控加工，操作等都可以整合在一起进行。
第四、本身的制作的形态，不受相关条件的限制和约束。
第五、是生产的周期短，速度快，而且在生产过程当中智能化的程度非常高，这样一来能够缩短生产周期，降低成本。
第六、必须针对原来已经有的模型，如果说需要替换的话，可复制性高。第五，由于智能化程度比较高，即使产品的结构相对比较复杂，也不会加大制作的成本和时间。
第七、模具的原有的形状，不影响到制作的过程。
二、快速模具概况
目前RT技术主要集中在两个方向上的研究，第1个是直接快速地进行制模，第2个是间接的快速制模，针对直接制模相关的工艺进行了比较分析。直接制模的特点是工艺简单精度较高，并且工期很短，缺点呢是单件的，模具制作的成本非常高，一般适用于中型或者小型的模具制作。
三、光固化成型（SLA）工艺直接制模
光固化成型（SLA) 工艺直接制模是直接把激光聚焦到我们目标液体固化的材料上，比如说树脂的表面，最终实现由点线面完成一个层面的制造，然后依次提高，已经制造好层面的高度进行第2层制造，以此叠加，最终成为一个三维立体的模具实体。光固化成型SLA工艺制模具有以下几个优点，第一可以快速地获得我们想要得到得模具；第二由于是机器加工，模具表面的粗糙程度会比较低，并且模具的尺寸精度会比较高；第三，如果是小规模的模具生产，则可以优先选择光固化成型工艺。
光固化成型工艺（S LA）制模的缺点是 :
第一，模具制造过程当中，容易由于设计支撑结构导致模具弯曲，最终导致成品的尺寸精度不是特别容易保证。第二，单次成型的时间比较长，一般需要进行二次固化。第三，由于激光管的寿命时间有限，一般的激光管寿命为2000小时，所以单次运行的制作成本会比较高。第四，材料具有轻度的污染，可能会对皮肤产生一定的刺激性影响身体健康。
四、叠层实体成型（LOM）工艺直接制模
叠层实体，成型制模工艺先把纸涂上热熔胶，再通过热辊对其进行加压，使他们连接在一起，这时在它的上方会有激光按照cad模型所获得的数据，将一层纸切割成零件的外形轮廓，切割完成以后，再把另外一层纸继续叠加在上面，通过热压装置使它与下面进行粘合，然后用激光进行再次切割，这种快速制模的优点是第一模具的弯曲程度小，不需要设计和制作支撑结构；第二，这种模具的力学性能比较好，而且具有耐高温的性能；第三，一般适用于制作大型中型的模具， 同时这种制作模具的工艺的缺点是：（1）虽然整体来看力学性能比较好，但是对于薄壁件而言，抗拉强度和弹性就不够好，（2）材料的利用率比较低，（3）表面粗糙程度比较高，后续打磨需要消耗大量时间，提高了人工成本。
五、选择性激光烧结（SLS）工艺直接制模
选择性激光烧结的制作材料一般是树脂、陶瓷、这种工艺可以将以上这些材料直接制作成模具或者是铸件。在制作过程当中，针对层面制造与逐层堆积的过程，用激光束可以选择性地将熔化粘结的进出粉末或者非进出粉末一层一层地进行加热，使其达到烧结温度并烧结成型，当第1层烧结完成之后，工作台下降一个高度，进行第2层的粉末铺垫，再进行第2次的扫描，按照如上操作进行多次循环，最终将目标的模具或者是模型烧结成型。这种制模技术的优点是第一，制作的模具本身的强度要求就很高，所以在成型制作的过程当中，不需要再单独的设计和制作支撑结构；第二，对于硬度比较高的塑料陶瓷和金属可以直接进行支架；第三、材料的利用率非常高；第四，一般比较适合中型或者小型的模具制作。这种制模技术的缺点是第一成型的结构会因为整体疏松多孔，并且内部会有内应力，最终导致制出的模具容易变形，第二，由于制作材料本身硬度比较大，所以在模具制造成型以后，表面难以处理，一般很难保证制件的精度，第三，因为需要对模具的整个横截面积进行全面的扫描，在这种情况下模具成型的时间比较长。
六、熔融沉积（FDM）工艺直接制模
这种制模方法，主要是通过一种热熔的喷头，让原本处于半流动状态的相关材料，按照规定的分层数量和路径进行流动，并且在规定的位置进行沉积，最终凝固成型。
熔融沉积，快速制模的优点是 第一，生产制作的模具强度相对而言比较高，并且弯曲变形的程度相对而言比较小，第二，特别适用于中型或者小型的模具制造，熔融沉积快速制模的缺点是 第一在成型的过程当中，由于材料是半流动状态的，所以需要设计制作支撑结构和流动路径。第二，制作成品制作的成品表面会由于沉积柱的表面有相关的条纹，最终导致成品会有条纹。第三，在成型过程中需对整个截面进行扫描涂覆，故成型时间较长。第四，所需原材料的价格比较昂贵。
结束语
直接制模的方法常见的就是以上4种，但是在实际的生产和制作过程当中，具体选择哪一种制作工艺还要根据设备的大小，模具要求的大小，精度的大小和甚至考虑成本的高低进行合理的选择，另外需要特别说明的是间接制模法与直接制模法相比，尽管前者更加实用，但是前者有一个致命的缺点，那就是材料受环境影响非常大，铸件工件成品精度比较低。但是由于模具制造技术在制造业中处于关键地位，关于快速成型的快速模具制造工艺还需要继续深入研究和优化。
参考文献
[1] 王霏,顾永华,江开勇.分段沉积/雕铣成型工艺及其在快速模具制造中的应用[J].模具工业,2006(01):63-66.
[2] 范丽丽,李立蔚.模具制造中的快速成型技术分析与研究[J].赤峰学院学报(自然科学版),2017,33(05):57-59.
[3]郑莹.快速模具设计与制造技术研究[J].科技创新与生产力,2017(12):87-88.