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模具:滚塑成型中的重要装备

  

1 概述

模具是滚塑成型中不可缺少的重要装备。
    滚塑模具简单,为无压成型模具,因此壁薄,轻质。滚塑模具由上下两半模组成,并用夹板固定。为了排出模腔内形成的气体,防止制品变形,模具上开设排气孔。

     在滚塑工业中,模具的制作有三种常用方法:钢板焊接、铝合金铸造和电镀成型。滚塑成型对模具材质强度要求不高,但必须具有良好的热传导性,并能抵挡频繁加热与冷却过程中的应力交替。显然低碳钢、铝、不锈钢等都是理想的制模材料。选择模具制作方法时通常要考虑以下三个方面:构造的复杂程度,模具的数量和制品表面质量要求。而在这三个要求中,制品的形状和尺寸占主导地位。我们可根据不同的情况选用不同的制作方法。同时,在制造模具时,成本是另外的一个重要因素。模具制作成本包括了制模材料、模具厚度、分型面的位置、模具数量和表面处理情况等等。合理设计滚塑模具结构和正确选用模具材料是获取表面光洁无气泡、壁厚均匀无应力的优质制品的首要保证。

     模具壳体的壁厚设计按常压容器的设计规范进行,即从刚度计算出发,结合制品厚度、加热方式及制模方法等综合考虑。一般较大型的模具采用钢板,其厚度为2—4mm,模具内壁要抛光。另外模具厚度取决于旋转方向和加热方式,用于热液体传导加热的模具,壁较厚些,一般为7.9~12.7mm,以保证传热均匀,不发生热点;而热风循环加热的模具,壁较薄些,一般为5~7mm。

2 铸铝模具

     用传统的砂型铸造生产的铸件精度低、制模周期长,铸件表面质量更无法达到滚塑模的要求,铸后还需人工打磨抛光。因此,生产滚塑用铸铝模就必须采用精密铸造方法,同时引入快速制模技术,缩短模具的制造周期。只有这样,滚塑成型投资少、见效快的优势才能得以充分显示。现代精密铸造的工艺方法多种多样,对于像滚塑模具这样尺寸较大且形状复杂的单件铸件采用石膏型或陶瓷型铸造是非常经济的。如再配合采用热模差压浇注法,使铸铝合金的流动性大大提高,进一步减小了滚塑模体的壁厚,对加快滚塑成型中的热量传导、缩短成型周期是十分有利的。

3 快速制模技术

     快速制模技术即运用快速造型技术RPM (Rapid Prototyping Moulding)制得的原型直接或间接地加工各种金属模具的方法,是集CAD/CAM、化工、材料和精密机械等很新成就于一身的高新技术。目前发展比较成熟的快速造型方法有激光造型法SLA、薄板层积法LOM、熔丝沉积法FDM和选择性激光烧结法SLS等。在滚塑模制造中,用经过表面覆膜处理的LOM原型代替木模直接制造石膏型、陶瓷型(大件)或由原型经硅橡胶模过渡转换得到石膏型、陶瓷型(小件),再用石膏型、陶瓷型浇注出金属模具的方法,实现铸铝模的精密铸造将是十分有利的。

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