『壹』 sls工藝直接製作金屬模具的流程
基於SLS技術的金屬模具快速製造
收藏此信息 列印該信息 添加：不詳 來源：未知
SLS技術簡介
選區激光燒結（Selective Laser Sintering，簡稱SLS）技術是採用紅外激光作為熱源來燒結粉末材料，以逐層添加方式成形三維零件的一種快速成型（又稱快速原型，英文為Rapid Prototyping，簡稱RP）技術。SLS工藝的特點是材料適應面廣，不僅能製造塑料零件，還能製造陶瓷、金屬粉末、石蠟等材料的零件，特別是可以製造金屬模具。
激光選區燒結（SLS）工藝由美國德克薩斯大學奧斯汀分校的C.R. Dechard於1989年研製成功。目前德國EOS公司推出了自己的SLS工藝成形機EOSINT，分為適用於金屬、聚合物和砂型三種機型。我國的北京隆源自動成形系統有限公司和華中科技大學也相繼開發出了商品化的設備。
金屬模具快速製造(Rapid bbbbl Tooling，簡稱RMT)
RP技術已經能成功地製造包括金屬、陶瓷、塑料、石蠟、樹脂等原型。由於所採用材料的限制，RP發展初期成型零件往往只能在有限的場合替代真正的金屬或其它類型功能零件做功能實驗，隨著需求的增加和技術的不斷發展，RP正向RMT的方向發展。RMT具有其獨特的優點，如製造環節簡單，特別是與計算機技術密切結合、快速完成產品製造,在縮短製造周期、節省資源、發揮材料性能、提高精度、降低成本等方面具有很大潛力,但在模具精度和性能控制等方面比較困難，如特殊的後處理設備與工藝使製造成本提高，成形尺寸也受到較大的限制。RMT研究和應用的關鍵在於如何提高模具的表面精度和製造效率，以及保證其綜合性能質量,從而直接快速製造耐久、高精度和表面質量能滿足工業化批量生產條件的模具。基於RP的RMT技術可分為直接法和間接法。
◆ 金屬模具直接製造法
直接製造法即用RP原型直接制模。基於SLS的直接法因其不需要工藝轉換，在模具製造周期等方面具有很大的應用潛力，從而受到高度關注。粉末堆積成形是SLS中最常見的直接製造金屬模具的方法。SLS直接制模過程包括一個高溫工作室和用以熔燒金屬的高功率激光器。高溫工作室內通常有還原性氣氛、惰性氣體或採用真空，以防材料氧化。激光燒結前，材料已經被加熱到接近熔點，研究表明，這能更為有效地進行燒結且材料翹曲較小。直接製造出的零件具有很高的強度，可以直接作為模具。德國EOS公司Direct Steel 20-V1法以鋼粉為主，其直徑為20mm，層厚0.02mm，燒結密度為鋼密度的95%～99%，成功解決了金屬粉末凝固收縮的問題。Lohner A.等採用Ni-Cu粉末直接製造的模具,密度為理論值的80%,強度為100～200MPa，精度為0.1mm，平均粗糙度Ra為10～15um，已用於生產數百件注塑成形件。
◆ 金屬模具間接製造法
間接製造法即用RP原型間接制模。SLS原型主要以非金屬型為主（如ABS、蠟、樹脂等），在大多數情況下非金屬原型無法直接作為模具使用，需要以原型作模樣，經過工藝轉換，製造金屬模具。間接製造的特點是RP技術與傳統成形技術相結合，充分利用各自的技術優勢，現已成為目前應用研究開發的熱點。基於SLS的間接製造工藝包括粉末冶金成形、SLS原型的快速精密鑄造、SLS陶瓷殼型鑄造、樹脂砂型快速鑄造等。
（1）粉末冶金成形
粉末冶金成形比較類似金屬粉末堆積成形，但所用復合粉末材料通常含有低溫易熔組元或粘接劑。採用低功率激光器在較低溫度下燒結易熔組元，經SLS過程後得到三維實體，稱為生坯。這種生坯強度較低，但形狀准確，需要經過後處理才能得到高強度的金屬或陶瓷零件。後處理通常包括脫粘與再燒結兩步。生坯放到燒結爐中進行脫粘與再燒結，脫去易熔低強度組分，剩餘的金屬或陶瓷粉末燒結成金屬或陶瓷零件。完成的金屬件通常呈褐色，稱為褐色件。為降低空隙率或相對密度，褐色件還可以滲入環氧樹脂或銅等金屬。
美國DTM公司採用激光燒結包覆有粘結劑的鋼粉,由計算機控制激光束的掃描路徑,加熱融化後的粘結劑將金屬粉末粘結在一起(非冶金結合),生成約有45%孔隙率的零件,乾燥脫濕後,放入高溫爐膛內進行燒結、滲銅,生成表面密實的零件,此時零件中的材料成分為65%的鋼和35%的銅，經打磨等後處理工序,得到最終的模具。
SLS用的復合粉末通常有兩種混合形式：一種是粘接劑粉末與金屬或陶瓷粉末按一定比例機械攙和，另一種則是把金屬或陶瓷粉末放到粘接劑稀釋液中，使基體粉末與粘接劑充分接觸，製取具有粘接劑包覆的金屬或陶瓷粉末。實驗表明，這種粘接劑包覆的粉末制備雖然復雜，但燒結效果較機械攙和的粉末好。
（2）SLS消失模精密鑄造
用塑料、石蠟、樹脂等粉末燒結製得SLS原型，再進行塗料、撒砂、乾燥等處理並反復多次，直到在原型上形成一個所需厚度的型殼，隨後加熱使模型熔化汽化消失，形成型殼，再對型殼進行焙燒，最後把熔化的金屬澆注入型殼，冷卻後即可得所需的模具鑄件。該工藝可較好地控制模具的精度、表面質量、力學性能與使用壽命，能滿足經濟性的要求。用該方法製得的金屬模具零件通常具有較好的機械加工性能，可進行局部切削加工，能獲得更高的精度，並可嵌入鑲塊、冷卻部件和澆道等，常用於製造塑料模、壓鑄模、注塑模等。
基於SLS的消失模精密鑄造工藝製作的拖拉機變速箱殼體金屬模具。採用SLS工藝製造原型，然後精密鑄造件，從CAD設計到獲得零件僅僅15天，傳統工藝至少需要45天，製造成本降低60％。採用SLS工藝製造原型，採用該工藝製造的消失模鑄造用模具，比傳統的工藝製造周期縮短40%。
（3）SLS陶瓷殼型鑄造
利用激光對以反應性樹脂包覆的陶瓷粉進行燒結，燒結完成後將粉末倒出，再經固化處理就獲得鑄造用的陶瓷型殼，澆注後即可製得金屬模具零件。此方法省去傳統精密鑄造多種工藝過程，是傳統精密鑄造的重大變革。激光束在計算機的控制下，根據層面中的掃描線，有選擇地燒結樹脂砂與環氧樹脂的混合粉末材料，得到鑄造型殼的一個層面後，工作台下降一個層厚，供料台上升一個層高，又開始鋪新料。就這樣逐層鋪料，逐層燒結，最後便得出所需模具鑄件型殼的反型。選擇性激光燒結後的鑄造型殼，殘存有未固化的粉末粘結劑且粘結劑分布並不均勻，強度較低，須對鑄造型殼進行烘烤硬化處理。燒烤硬化後的鑄造型殼，消除了原型中粘結劑的聚集現象，使原型均勻硬透。揮發掉原型中的水分和可氣化物質，改善了鑄造型殼透氣性，降低鑄造時的發氣量，從而使型殼具備良好的鑄造性能。結合傳統的砂型鑄造工藝，在鑄造型殼外面構築澆注系統，澆注模具鑄件。
它的最大優點是速度快，不需要任何模具，甚至不需畫圖，設計工程師通過計算機網路將資料送到鑄造車間的系統中便可完成型殼的設計與製作。在CAD環境中，直接將模具零件模樣轉換為殼型，再配以澆注系統，型殼的厚度可取5～10mm。該工藝的不足之處主要是零件表面粗糙度值較高，其關鍵技術是型殼厚度、型殼表面粗糙度及固化處理工藝。
（4）SLS樹脂砂鑄造
將鑄造樹脂砂作為SLS燒結材料，根據圖紙或要求設計出模具零件的三維CAD 模型 ,進行鑄造工藝分析 ,主要是設計澆注系統、冒口和確定鑄件的凝固收縮餘量,根據收縮餘量和零件尺寸設計出鑄型的 CAD 模型。SLS在計算機的控制下,按照截面輪廓的信息,在粉末上掃描出截面形狀,激光的功率要足夠大,使得輪廓邊界處的粉末完全炭化而失去固化作用,逐層掃描直至堆積出零件的三維曲面結構的分型面。隨著工作台的分步下降,將樹脂砂粉末逐層鋪在工作台上,再用平整輥將粉末滾平、壓實,每層粉末的厚度均對應於CAD 模型的切片厚度。各層上經激光掃描加熱的粉末被破壞而失去固化作用,未被激光掃描的粉末仍留在原處起支撐作用,直至掃描完整個零件。對工作台的零件進行整體加熱,根據樹脂砂的不同,其加熱溫度為200～280℃。由於零件表面處的樹脂砂經激光炭化而失去固化作用,因而零件表面相當於一個分型面,將零件與周邊的廢料塊分割開來,去掉廢料塊,最終得到鑄型。對鑄型內腔表面進行適當的打磨修整或上塗料以降低內腔的表面粗糙度,然後進行澆注得到金屬零件或模具。
樹脂砂鑄造相對於快速熔模鑄造有以下優點：(a)潰散性好。與熔模鑄造相比，樹脂砂鑄造能鑄造出更復雜的零件，SLS主要用來加工無法用數控加工的氣道、水套部分砂芯等。(b)造型時間短。SLS和數控技術的結合顯著加快了製造砂型的速度。熔模鑄造需有固定的制殼周期，而快速砂型鑄造則可靈活地控制鑄造時間。(c)可鑄造更大模具零件。採用數控銑技術加工型腔部分一方面提高了加工效率，另一方面可以加工更大的砂型，因此可生產更大的模具零件。
『貳』 雕刻刀模的製作流程
1、線切割（主要是外形的線切和落料孔的加工）：這個過程耗時較多， 一般最少2個小時左右（ 無落料孔的刀模),有落料孔的刀模要更長的時間。
2、CNC粗加工（有些刀模廠家是在一台機上面完成）：主要是使刀模板粗加工的效果能夠達到蝕刻刀模的腐蝕加工一樣，只是加工效果更好，可以加工到刀線寬為0.5mm，這樣，後期精加工刀鋒的鋒利程度與刀鋒側面的光潔度就會更好。這種粗加工的工序也使模具加工設備得到最大限度的利用和保護。
3、CNC精加工：主要對模具進行最後的刀鋒成型加工，使刀模的刀鋒鋒利、表面光潔。
4、模具組立：雕刻刀模一般會配上一塊鋁板，已達到模具的總高23.8mm來滿足模切加工企業的模切機裝模高度的要求。有一些特殊結構的模具需要大量的配件組裝而成（比如內退料雕刻刀模、頂料雕刻刀模、吹氣雕刻刀模、吸氣雕刻刀模）。
5、檢驗：將組立好的模具成品進行檢驗。如：模具總高，模具是否與圖紙一致、刀鋒是否鋒利、是否有假刀鋒、光潔度、毛刺、批鋒、高低差、刀高、刀鋒角度、品名、料號等。
在模具設計製作工藝的過程中，最核心的部分是如何設計刀鋒角度，找到最合適的刀鋒角度才能把刀模的價值最大化。切什麼的材料、用什麼樣的刀鋒角度、達到什麼樣的效果很重要，刀鋒角度越小、刀鋒越鋒利越容易鈍。
『叄』 模具是怎麼樣做的
參考資料：【南通科訊教育】
模具其實很簡單，第一你要理解結構，其次你要理解製品的材料及其性能，最後你必須會相關的應用軟體。
步驟如下：
1：產品圖（3D檔，來源可能是客戶提供，也有可能是自己造型）條件好公司會給你配繪圖員，幫你出平面圖。
2：分模（模具型腔以及模具輔助元件等）在製作的同時要考慮產品製件的外觀大小能，還要考慮是否能順利脫模等，現在又一批年輕的工程師設計的產品都是沒有斜度的。沒准你的模具設計出來以後打不出理想的製品。呵呵問題可能就是這里了。當然還有就是縮水，型腔尺寸是比製品尺寸要大的這個你需要明白。
3：3d檔的模具圖直接數據傳輸用於加工製作。電極（火花），鑲件（線割）型腔（數控設備製作）等等
4：模具裝配（模具工的事，需提供相應的技術要求及相關位置尺寸圖）
5：調試
中間有很多步驟省略了，你能提這樣的問題，我相信你也知道模具本身的含義就不多說了。
模具設計要做好自己的3d圖並且要做好模具製程的相關支持信文件。
參考資料：【南通科訊教育】
『肆』 模具的製造過程是怎麼樣的
一、模具製作流程 接受任務書 成型塑料製件的任務書通常由製件設計者提出，其內容如下： 1. 經過審簽的正規制製件圖紙，並註明採用塑料的牌號、透明度等。 2. 塑料製件說明書或技術要求。 3. 生產產量。 4. 塑料製件樣品。 通常模具設計任務書由塑料製件工藝員根據成型塑料製件的任務書提出，模具設計人員以成型塑料製件任務書、模具設計任務書為依據來設計模具。
二、 收集、分析、消化原始資料 收集整理有關製件設計、成型工藝、成型設備、機械加工及特殊加工資料，以備設計模具時使用。 1. 消化塑料製件圖，了解製件的用途，分析塑料製件的工藝性，尺寸精度等技術要求。例如塑料製件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求是什麼，塑件的幾何結構、斜度、嵌件等情況是否合理，熔接痕、縮孔等成型缺陷的允許程度，有無塗裝、電鍍、膠接、鑽孔等後加工。選擇塑料製件尺寸精度最高的尺寸進行分析，看看估計成型公差是否低於塑料製件的公差，能否成型出合乎要求的塑料製件來。此外，還要了解塑料的塑化及成型工藝參數。 2. 消化工藝資料，分析工藝任務書所提出的成型方法、設備型號、材料規格、模具結構類型等要求是否恰當，能否落實。 成型材料應當滿足塑料製件的強度要求，具有好的流動性、均勻性和各向同性、熱穩定性。根據塑料製件的用途，成型材料應滿足染色、鍍金屬的條件、裝飾性能、必要的彈性和塑性、透明性或者相反的反射性能、膠接性或者焊接性等要求。 3. 確定成型方法 採用直壓法、鑄壓法還是注射法。 4、選擇成型設備 根據成型設備的種類來進行模具，因此必須熟知各種成型設備的性能、規格、特點。例如對於注射機來說，在規格方面應當了解以下內容：注射容量、鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、噴嘴孔直徑及噴嘴球面半徑、澆口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具體見相關參數。 要初步估計模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的注射機上安裝和使用。 5. 具體結構方案 （一）確定模具類型 如壓制模（敞開式、半閉合式、閉合式）、鑄壓模、注射模等。 （二）確定模具類型的主要結構 選擇理想的模具結構在於確定必需的成型設備，理想的型腔數，在絕對可靠的條件下能使模具本身的工作滿足該塑料製件的工藝技術和生產經濟的要求。對塑料製件的工藝技術要求是要保證塑料製件的幾何形狀，表面光潔度和尺寸精度。生產經濟要求是要使塑料製件的成本低，生產效率高，模具能連續地工作，使用壽命長，節省勞動力。
三、影響模具結構及模具個別系統的因素很多，很復雜： 1. 型腔布置。根據塑件的幾何結構特點、尺寸精度要求、批量大小、模具製造難易、模具成本等確定型腔數量及其排列方式。 對於注射模來說，塑料製件精度為3級和3a級，重量為5克，採用硬化澆注系統，型腔數取4-6個；塑料製件為一般精度（4-5級），成型材料為局部結晶材料，型腔數可取16-20個；塑料製件重量為12-16克，型腔數取8-12個；而重量為50-100克的塑料製件，型腔數取4-8個。對於無定型的塑料製件建議型腔數為24-48個，16-32個和6-10個。當再繼續增加塑料製件重量時，就很少採用多腔模具。7-9級精度的塑料製件，最多型腔數較之指出的4-5級精度的塑料增多至50%。 2. 確定分型面。分型面的位置要有利於模具加工，排氣、脫模及成型操作，塑料製件的表面質量等。 3. 確定澆注系統（主澆道、分澆道及澆口的形狀、位置、大小）和排氣系統（排氣的方法、排氣槽位置、大小）。 4. 選擇頂出方式（頂桿、頂管、推板、組合式頂出），決定側凹處理方法、抽芯方式。 5. 決定冷卻、加熱方式及加熱冷卻溝槽的形狀、位置、加熱元件的安裝部位。
『伍』 模具設計及製作的六大步驟
模具設計及製作的六大步驟講解：
1、材料的選擇
模具材料的綠色程度對最終產品的綠色性能有著極為重要的影響。綠色設計的材料選擇必須建立在綠色材料的基礎上， 摒 棄過去對材料進行表面處理所採用的化學方法。代之以物理的方法以達到防腐或易於脫模的目的。
選擇優質鏡面模具鋼加工模具型腔;用不銹鋼材料來加工防腐的模具以替代電鍍;或用對環境的危害小和鎳磷鍍替代電鍍鉻。
綠色材料應具備的基本性能有：①低污染、低耗能、低成本：②易加工和加工過程中無污染或少污染：③可降解，可重復使用。
2、設計規范化、標准化
模具標准化是組織模具專業化生產的前提。而模具的專業化生產是提高模具質量、模具製造周期、降低成本的關鍵。
採用和購買標准模架及其它標准件。模架及標准件由專門的廠家、企業通過社會化分工進行生產，使有限的資源得到優化配置。
模具通常在報廢之後只是凸凹模不能再用.但是模架還基本完好無損.因此使用標准模架有助於模架的再利用。
沖壓模和注塑模的模架都有很多種類，而這些模架也基本是由標準的上下模座。導柱。導套等部件組成。同時.模架的標准化可以使生產模架所使用的設備大大減少，從而節約資源。也利於管理。
模具各結構單元的規范化、標准化。這樣可加快設計速度，縮短設計周期，方便加工管理。
3.可拆卸性設計
模具在使用過程當中，部分零部件由於承受過大的摩擦與沖擊，磨損較大。這時，只需更換這部分零部件模具仍可使用。
另外，有時只要更換工作零件，即可實現一種新產品的生產。不可拆卸不僅造成大量可重復零部件材料的浪費。 而且因廢棄物不好處置.還會嚴重污染環境。
因而在設計初期就要考慮到拆卸的問題：
①盡可能選擇通用結構，以便更換。
②在滿足強度要求的前提下。盡量採用可拆卸聯接。如用螺紋聯接，不用焊接、鉚接等。
4.製造環境設計
機械生產車間，尤其是沖壓車間的噪音和污染非常嚴重。對工作人員的身體健康造成非常大的威脅，也干擾了周邊的安寧，所以，在進行模具設計的時候要對產生的噪音加以控制，甚至消除。
通常消除機器噪音的方法有以下幾種方法：用v帶代替齒輪傳動;以摩擦離合器代替剛性離合器;做好飛輪等回轉體的動平衡：在壓力機產生噪音的'主要部位加蓋隔音罩：採用有減震器的無沖擊模架等。
5.包裝方案設計
包裝方案的設計主要包括三方面：包裝材料的選用、包裝結構的改進以及包裝材料及其廢棄物的回收利用。包裝材料的使用和廢棄物對環境產生了巨大的影響.尤其是一些難以回收或難降，解的材料，這些材料只能焚燒或掩埋。因此，產品的包裝應盡量從簡及使用綠色包裝材料(無毒、無公害、易回收、易降解的材料)，這樣既可以減少資源的浪費，又可以減少對環境的污染。
6、回收處理設計
模具回收處理就是在模具的設計階段就考慮模具使用後回收利用的可能性及回收處理的方法及費用。回收性設計的主要內容包括可回收材料及標志、回收處理方法、回收性的技術經濟評估和回收性的結構設計。其主要措施如下;①使用對環境影響較模具材料，如無毒無害的材料、可再生材料、易回收的材料等;②使用可重新利用的材料;③對使用過的模具零部件進行翻新、再加工等。