分析注塑模具制造新技術(shù)及新趨勢(shì)

    新材料促進(jìn)模具嵌件的發(fā)展

    有一種新材料能夠降低注射模具制造商的投資成本和時(shí)間成本。這種新合金名為鈷鉻MP1，專為在快速成型(RP)設(shè)備上采用金屬激光直接燒結(jié)(DMLS)工藝而開發(fā)。該材料由德國快速成型設(shè)備和材料供應(yīng)商EOS(ElectroOpticalSystems)GmbH公司生產(chǎn)?，F(xiàn)在北美的用戶可通過EOS北美公司和美國MorrisTechnologies公司來購買這種材料。

    MorrisTechnologies公司是一家注塑模具開發(fā)公司，這家公司**將該材料應(yīng)用于商業(yè)化制造。在該公司的使用過程中，這種鈷鉻合金被證明具有高強(qiáng)度、耐高溫性能和抗腐蝕性能。MorrisTechnologies曾是美國**家引入EOS公司的EosintM-級(jí)快速成型機(jī)的公司，因?yàn)楫?dāng)時(shí)該公司已預(yù)見到了基于DMLS的快速成型的巨大市場(chǎng)。然而通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上還沒有一種材料能夠滿足其諸多客戶的應(yīng)用需求。

    “有許多項(xiàng)目需要快速成型解決方案，但是客戶的實(shí)驗(yàn)條件需要材料具有更好的耐高溫性和耐腐蝕性以及更高的機(jī)械性能?！盡orrisTechnologies公司的總裁GregMorris說，“即使花費(fèi)更多的時(shí)間和**，不銹鋼或者其他合金仍然不能滿足他們的要求?！?/p>

    為了解決上述問題，MorrisTechnologies公司選擇了EOS的鈷鉻MP1材料。Morris表示，該合金的洛式硬度在30～40之間，能夠生產(chǎn)小型復(fù)雜的模具產(chǎn)品，而這些產(chǎn)品目前通常需要采用電火花加工或者機(jī)加工方法來制造。

    由于這種材料的結(jié)構(gòu)層非常薄，只有20μm，因此產(chǎn)品可被完全燒結(jié)。Morris相信這種材料和金屬激光直接燒結(jié)技術(shù)能夠幫助注塑模具制造工業(yè)以更低的成本生產(chǎn)精細(xì)的型芯和型腔嵌件?！澳壳昂芏嗄＞咧圃焐讨詻]有采納該技術(shù)，在我看來，是因?yàn)樵S多人認(rèn)為他們只有采用以前的方式制造模芯和模腔才算*好?！盡orris解釋說。

    **保守

    模具制造商LinearMold&Engineering公司總裁JohnTenbusch毫不猶豫地采納了上述技術(shù)。因?yàn)門enbusch發(fā)現(xiàn)EOS公司的金屬激光直接燒結(jié)快速成型設(shè)備的新客戶甚至已延伸到了墨西哥和南美洲。

    在注塑模具的制造過程中，采用典型的電火花設(shè)備(EDM)進(jìn)行燒焊是比較流行的，而線切割在快速成型模具制造中的使用也在逐漸增長(zhǎng)。對(duì)此，Tenbusch解釋說：“采用線切割可以幫助我們節(jié)約時(shí)間，也就是說，我們使用線切割來切割出型腔，而像嵌件這樣的精細(xì)部件則使用DMLS工藝來加工?！?/p>

    Tenbusch介紹，這種方法的準(zhǔn)確率很高，而且不需要定很多測(cè)點(diǎn)，同時(shí)肋筋能夠被分開而作為排氣口。使用線切割也能夠加工一些不銹鋼嵌件，并將它們置于模具中。如果所用材料足夠硬，且壽命足夠長(zhǎng)的時(shí)候，加工人員就沒有必要對(duì)部件細(xì)節(jié)進(jìn)行電火花加工了，如對(duì)于常用的預(yù)硬化高拉伸滲氮模具鋼便是如此。使用線切割可在4～5周的時(shí)間內(nèi)完成模具的制造，而這種速度加快的根本原因在于用EOS的DMLS設(shè)備代替了電火花設(shè)備。

鈷鉻MP1是EOS公司的新型不銹鋼17-4家族中的一個(gè)系列，按照計(jì)劃今年推向市場(chǎng)的是MaragingSteelMS1，這是一種18馬氏體300鋼(型號(hào)：1.2709)，其性能至少等同于甚至優(yōu)于傳統(tǒng)的模具鋼，非常適合于采用DMLS工藝制作模具嵌件。

    少用拋光，多用涂層

    美國Bales模具服務(wù)公司是一家為注射模具提供拋光和電鍍服務(wù)的公司。出于為客戶降低成本的考慮，該公司現(xiàn)在已很少采用特級(jí)EDM拋光技術(shù)，取而代之的是采用電鍍技術(shù)在模具表面形成涂層。Bales模具服務(wù)公司總裁SteveBales說：“現(xiàn)在不是每一臺(tái)模具都需要拋光，而涂層的使用正在逐漸增長(zhǎng)。我們采用電鍍的方法代替EDM活研磨拋光，可以為客戶節(jié)約時(shí)間和**。”

    眾所周知，填料會(huì)縮短注塑模具的壽命。隨著注射成型中填料的用量越來越大，填料對(duì)模具造成的腐蝕和磨損的問題日益突顯。而為模具增加鍍層，如Nicklon(一種鎳-PTFE鍍層)和Nibore(鎳硼氮化物)則能起到很好的保護(hù)作用。同時(shí)與價(jià)格昂貴的塑料潤滑添加劑相比，這些鍍層又非常便宜。

    用Ritemp得到合適的溫度

    澳大利亞Ritemp公司(澳大利亞加工和輔助設(shè)備供應(yīng)商ComtecIPE的分公司)在2005年推出了Ritemp模具冷卻技術(shù)。目前該技術(shù)在北美由SWM&Associates公司**代理。

    采用Ritemp模具冷卻技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)更高的冷卻效率和更短的成型周期。如注射成型一個(gè)15g的電器外殼，使用GEPlastics的NorylPA/PPE，模具為2腔，成型周期18s。而采用Ritemp冷卻技術(shù)則可以使用4腔模具，并使成型周期降至13s，由此年產(chǎn)量可超過7百萬個(gè)。SWM&Associates公司認(rèn)為，如果下游設(shè)備能夠處理更多的制品，成型周期甚至可以縮短到10s。

    Ritemp的工作原理如下：Ritemp用水槽代替水槍冷卻模具表面。通過移走空氣造成的真空，水能夠在冷卻室低溫沸騰。水蒸發(fā)到模具表面進(jìn)行熱交換，然后通過水槽排出。在蒸發(fā)過程中，水分子吸收了熱量，并通過模具溫度控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)熱量水平，從而確保了模具恒溫。

    使用潛入式澆口嵌件消除可見的澆口痕跡

    這種潛入式澆口嵌件來自于德國的i-mold公司，其注射點(diǎn)被設(shè)計(jì)在制品的末端，而流道從前端開放，從而使?jié)部诒砻娑ㄎ辉谥破飞喜伙@眼的地方。例如，在制品外沿肋筋底部的側(cè)澆口，人們是不能看到明顯的澆口痕跡的。
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