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模具成型一个样机的工程原因,包括评价的几个候选材料在模具的加工性能和机械性能和压几何的候选零件之前,承诺一个昂贵的生产工具。为了评价真正有效方案，成型温度、压力和周期时间应该是类似于那些用于生产作为可能。例如,聚合物的玻璃化转变温度。高于环境通常表现出一些残余分子取向由于流入模具。这个数量的取向取决于空腔填充率和融化的速度冷却。进料部分属性,强度为例,可以增强在取向方向和减少横向流动和断裂能量可以减少由于取向。因此,工程师们经常认为即使是原型模具应由相同的材料作为实行生产模具,确保一个适当的评价。当面对时间和生产成本与此相关的结论,大多数工程师已经决定不来构建原型工具,有时与将来要为后果付出代价非常昂贵。节省的成本和时间内在在现代快速原型方法和伴侣里亚尔可以帮助解决这种难题。
德克萨斯大学开发出一种快速成型过程准备模具,适用于注射模塑有限数量的高分子材料。在这个过程中,选择性激光烧结ing(SLS)用来形成“绿色”模腔插入从金属粉末,涂上易熔热塑性粘合剂。在随后的步骤中,绑定是热移除和金属粉末氧化形成多孔金属/陶瓷腔表明收缩率小,一般优秀的保留几何,相对于绿色的部分。然后加强腔和盖章的渗透和治愈一个环氧模具树脂。这个模具生产过程被称为快速模具(RM)的发明家。的优势之一RM系统缓解速度和制造、低成本处理后在一个简单的烤箱,和良好的硬度、热导率和热膨胀系数,相对于填充环氧树脂模具。
RM系统命名,以区别于快速制模工具系统,最近出台的DTM公司,奥斯汀,德克萨斯。两个RM和快速的工具可以使用相同的可金属粉末原料,制备绿色形状是相同的。彼此的过程偏离在邮报sls加工步骤。在快速工具过程中,聚合物是移除在减少条件来防止金属氧化,孔隙度是渗透了一个较低的熔化金属。结果是一个模具,更经久耐用,适合生产工具比产生的RM系统。然而这个增益在工具耐久性是付出更大的代价由于需要冶金级炉处理减少气体和更大的护理在射击和渗透。一个有趣的可能性是使用RM过程原型塑料部分,然后切换到快速工具过程建立生产模具使用相同的功率和腔部分文件。
表一我展示了一个比较的材料特性实现了与RM和工具钢通常是用来制造注塑模具。属性表我结果从原料,包含40卷甲基丙烯酸丁酯共聚物摩尔和80摩尔甲基丙烯酸甲酯混合着60卷- 325目铁粉(安科海绵自动白平衡230)。生产测试酒吧的SLS被氧化在一个烤箱,根据专有温度进度,随后与环氧树脂渗透(陶氏DER 331)。DTM公司、德州奥斯汀,最近宣布了一项可金属粉末,高速钢,使用一个较小的数量的一个类似的共聚物粘结剂和一个更大的金属颗粒大小比应用于该研究中。属性获得当使用高速钢粉末在RM过程应该类似于在表一的那些资料。
因为即使是快速原型模具昂贵的建造,只有三个已经建造和测试。因此,很少有信息,检查上面的准确性预测。第一个模具是用来测试材料,而不是制模过程。一个简单的板模具插入了加工一个板,被重铸,混合铁粉和粘结在一个烤箱,然后氧化和渗透与环氧树脂以通常的方式。加工插入被绑一个标准的泥模座和淘汰赛销总成和两个螺栓和进一步限制在两个对立的界限,紧贴的金属板。腔只有0.125 -0.187英寸深。这个模具是用来准备总共176个零件没有模具冷却和一个一分钟周期从四个不同的塑料的成型条件范围从200 - 300°C熔体温度和从8000 - 35000 psi注射压力。两个小的失败,后发际线125号拍摄和一个小芯片爆发在推钉在射杀数123,观察;但是,没有导致灾难性故障。检查模具磨损,但是没有发现。从本研究可总结出两点：