新型塑料模具成型技术

清风明月

新型塑料模具成型技术
       一、 镜面塑料模具钢PMS  
      镜面塑料模具钢PMS是一种析出硬化型时效钢，具有优异的镜面加工性能、良好的冷热加工性能、电加工性能和良好的综合力学性能。热处理工艺简便，经85O ±20℃固溶， 5OO ±1O℃时效处理后，基体为贝氏体、马氏体双相组织，热处理变形率小（≤－O．O5％）。截面≤ Ф15Omm或模板厚度≤15Omm的断面组织，硬度分布均一，力学性能：σs﹥980MPa, σB﹥1200MPa ,δ5﹥13%,ψ﹥45%。适用于制造工作温度300℃左右，使用硬度HRC3O－45，要求高镜面、高精度的各种塑料模具。
% y+ B  @9 J5 P& D0 T3 n       PMS镜面塑料模具钢具有良好的渗氮表面强化性能。氮化处理后表面硬度达HV8OO －1200。
       PMS 钢广泛适用于光学系统各种镜片、录音和录像磁带内外盒、电话机。收录机、石英钟、洗衣机、车辆灯具以及仪表家电等各种塑料壳体模具。
( b3 x* C5 ]$ \- p0 U       二、快速制模技术种类
2 F7 a; I9 A2 k( g8 `; }% r5 ~8 X      快速制模技术是一种快捷、方便、实用的模具制造技术。这种技术的特点是：制模周期短、工艺简单、易于推广、制模成本低、精度和寿命能满足某种特定的功能需要，综合经济效益良好。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。
      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。因此，快速制模技术呈现生机勃勃的发展趋势。
( i# j% x7 H# C$ A1 P/ R目前，在实际中应用的快速制模技术，主要有以下几种：
) o4 P; G6 R3 y  Q1．基于快速原型技术的制模方法。这种方法是基于新颖的离散／堆积（即材料累加）成型思想，利用立体光固化、叠层实体制、激光选区烧结、三维打印、熔融沉积成型等不同方法，获得长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。这种方法，具有技术先进、成本较低、设计制造周期短等特点。
2．采用高速切削加工模具。目前，在生产中广泛应用的高速切削机床转速在每分钟1．5～2．5万转左右。利用高速切削可以使加工效率提高10倍以上，可大大缩短制模时间。经高速切削精加工后的模具型面，仅需略加抛光便可使用，省却了大量修磨抛光时间。
3.采用铝合金材料制造塑料模。铝合金材料以其重量轻、切削性能好、导热导电率高等优良性能，近年来在塑料模的制造中得到了越来越多的应用。使用铝合金材料制作模具，可在缩短制模周期和降低成本方面取得良好的效果。国外已有专门的厂家生产用于塑料模的铝合金材料。用铝合金制造的塑料模，使用寿命可达十万次，如果型腔表面进行化学处理，使用寿命可达2O－3O万次。
0 h9 D9 q( ]) P# i. Q: G4．采用锌基低熔点含金制造模具。用低熔点合金制作模具，具有成本低、制模周期短等优点，这种制模方法已有多年的历史了，至今仍在快速制模技术中发挥着重要作用。特别是这种制模方法与快速原型技术相结合，使用效果十分显著。采用低熔点合金的快速制模方法，特别适用于大型覆盖件模具和大型吹塑、吸塑模具的快速制造。用于覆盖件模具时，一是可以快速生产出样品；二是为正式的硬模制作实验，可以避免造成难以弥补的缺陷。利用低熔点合金制作的吸塑、吹塑模具，使用寿命可达5万件。这种制模方法的另一个优点是模具报废后材料可以熔化重用。
5．其他快速成形制模技术。如：环氧树脂模具、喷涂成形模具、氮气缸等。环氧树脂镶钢模具用于汽车覆盖件模具，我国汽车行业已有应用。热喷涂方法制造模具型腔，主要用于聚氨脂发泡生产，目前已在聚氨脂行业广泛应用。氮气缸在冲压模具上应用，可以有效简化模具结构，改善冲压工艺性能。
- i/ g: I2 T$ ?$ W用于超精密加工的极低进给率的快速刀具伺服控制

近年来，由于在光学和精密工程系统中的应用，脆性材料如玻璃、陶瓷、锗和硫化锌的金刚石车削已引起有关人士极大的关注。当金刚石车削脆性材料时，材料的切削应保持可延展状态，以避免材料表面下损坏。一般脆性材料的可延展状态加工可采用极低的切削深度和进给率来完成，但由于摩擦和反冲，特别在极低进给率时，机床坐标达到毫米级定位精度是很困难的。由于从静摩擦向库仑摩擦转换时极低进给率下的摩擦力是高度非线性的，因此很难进行模拟设计。为了补偿机床的摩擦和反冲的影响，设计制造了毫米精度三自由度（DOF）定位器作为快速刀具伺服机构。这是一个独立操作的定位装置，与传统的导杆和机械结构相比，其范围小，但具有高宽带和高精度。作为快速刀具伺服机构的毫微米定位器与马达驱动反馈控制器结合在一起，可以获得具有高定位精度的大行程。采用CMAC神经网络控制算法，可获得比标准PID控制算法更好的跟踪能力和联机记忆。通过使用PC总线为基础的DSP上的"C"语言实现记忆控制，以控制金刚石车削机床和毫微米定位器。
; U& l, a0 ?% S( S' r+ f  T      三、铸造锻模寿命长
) H( y1 X) Q' ?      铸造锻模是用于模锻锤、摩擦压力机、辊锻机等设备上的模具。精铸造锻模在俄罗斯和法国等国家使用较普遍，在我国使用还不是很广，目前多用在小型锻压设备上，在其他领域的应用还有待进一步发展。武汉机械工艺研究所研制铸造锻模已有20多年的历史，该所技术人员认为铸模寿命高于传统模具，并有如下特点：精密铸造的锻模，型槽后续加工余量仅O.3～0.4mm；其余部分可不加工；铸造模块的费用仅为锻造模块的 1／2;铸造锻模制造劳动量仅为传统模具的1／1.5～l／l.8，成本下降5O％－7O％;模具钢利用率提高到 0.90～ O. 95，减少模具钢消耗 1／6；铸造锻模的寿命为传统方法制造模具的1.25～2.0倍。