『壹』 sls工艺直接制作金属模具的流程
基于SLS技术的金属模具快速制造
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SLS技术简介
选区激光烧结（Selective Laser Sintering，简称SLS）技术是采用红外激光作为热源来烧结粉末材料，以逐层添加方式成形三维零件的一种快速成型（又称快速原型，英文为Rapid Prototyping，简称RP）技术。SLS工艺的特点是材料适应面广，不仅能制造塑料零件，还能制造陶瓷、金属粉末、石蜡等材料的零件，特别是可以制造金属模具。
激光选区烧结（SLS）工艺由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R. Dechard于1989年研制成功。目前德国EOS公司推出了自己的SLS工艺成形机EOSINT，分为适用于金属、聚合物和砂型三种机型。我国的北京隆源自动成形系统有限公司和华中科技大学也相继开发出了商品化的设备。
金属模具快速制造(Rapid bbbbl Tooling，简称RMT)
RP技术已经能成功地制造包括金属、陶瓷、塑料、石蜡、树脂等原型。由于所采用材料的限制，RP发展初期成型零件往往只能在有限的场合替代真正的金属或其它类型功能零件做功能实验，随着需求的增加和技术的不断发展，RP正向RMT的方向发展。RMT具有其独特的优点，如制造环节简单，特别是与计算机技术密切结合、快速完成产品制造,在缩短制造周期、节省资源、发挥材料性能、提高精度、降低成本等方面具有很大潜力,但在模具精度和性能控制等方面比较困难，如特殊的后处理设备与工艺使制造成本提高，成形尺寸也受到较大的限制。RMT研究和应用的关键在于如何提高模具的表面精度和制造效率，以及保证其综合性能质量,从而直接快速制造耐久、高精度和表面质量能满足工业化批量生产条件的模具。基于RP的RMT技术可分为直接法和间接法。
◆ 金属模具直接制造法
直接制造法即用RP原型直接制模。基于SLS的直接法因其不需要工艺转换，在模具制造周期等方面具有很大的应用潜力，从而受到高度关注。粉末堆积成形是SLS中最常见的直接制造金属模具的方法。SLS直接制模过程包括一个高温工作室和用以熔烧金属的高功率激光器。高温工作室内通常有还原性气氛、惰性气体或采用真空，以防材料氧化。激光烧结前，材料已经被加热到接近熔点，研究表明，这能更为有效地进行烧结且材料翘曲较小。直接制造出的零件具有很高的强度，可以直接作为模具。德国EOS公司Direct Steel 20-V1法以钢粉为主，其直径为20mm，层厚0.02mm，烧结密度为钢密度的95%～99%，成功解决了金属粉末凝固收缩的问题。Lohner A.等采用Ni-Cu粉末直接制造的模具,密度为理论值的80%,强度为100～200MPa，精度为0.1mm，平均粗糙度Ra为10～15um，已用于生产数百件注塑成形件。
◆ 金属模具间接制造法
间接制造法即用RP原型间接制模。SLS原型主要以非金属型为主（如ABS、蜡、树脂等），在大多数情况下非金属原型无法直接作为模具使用，需要以原型作模样，经过工艺转换，制造金属模具。间接制造的特点是RP技术与传统成形技术相结合，充分利用各自的技术优势，现已成为目前应用研究开发的热点。基于SLS的间接制造工艺包括粉末冶金成形、SLS原型的快速精密铸造、SLS陶瓷壳型铸造、树脂砂型快速铸造等。
（1）粉末冶金成形
粉末冶金成形比较类似金属粉末堆积成形，但所用复合粉末材料通常含有低温易熔组元或粘接剂。采用低功率激光器在较低温度下烧结易熔组元，经SLS过程后得到三维实体，称为生坯。这种生坯强度较低，但形状准确，需要经过后处理才能得到高强度的金属或陶瓷零件。后处理通常包括脱粘与再烧结两步。生坯放到烧结炉中进行脱粘与再烧结，脱去易熔低强度组分，剩余的金属或陶瓷粉末烧结成金属或陶瓷零件。完成的金属件通常呈褐色，称为褐色件。为降低空隙率或相对密度，褐色件还可以渗入环氧树脂或铜等金属。
美国DTM公司采用激光烧结包覆有粘结剂的钢粉,由计算机控制激光束的扫描路径,加热融化后的粘结剂将金属粉末粘结在一起(非冶金结合),生成约有45%孔隙率的零件,干燥脱湿后,放入高温炉膛内进行烧结、渗铜,生成表面密实的零件,此时零件中的材料成分为65%的钢和35%的铜，经打磨等后处理工序,得到最终的模具。
SLS用的复合粉末通常有两种混合形式：一种是粘接剂粉末与金属或陶瓷粉末按一定比例机械搀和，另一种则是把金属或陶瓷粉末放到粘接剂稀释液中，使基体粉末与粘接剂充分接触，制取具有粘接剂包覆的金属或陶瓷粉末。实验表明，这种粘接剂包覆的粉末制备虽然复杂，但烧结效果较机械搀和的粉末好。
（2）SLS消失模精密铸造
用塑料、石蜡、树脂等粉末烧结制得SLS原型，再进行涂料、撒砂、干燥等处理并反复多次，直到在原型上形成一个所需厚度的型壳，随后加热使模型熔化汽化消失，形成型壳，再对型壳进行焙烧，最后把熔化的金属浇注入型壳，冷却后即可得所需的模具铸件。该工艺可较好地控制模具的精度、表面质量、力学性能与使用寿命，能满足经济性的要求。用该方法制得的金属模具零件通常具有较好的机械加工性能，可进行局部切削加工，能获得更高的精度，并可嵌入镶块、冷却部件和浇道等，常用于制造塑料模、压铸模、注塑模等。
基于SLS的消失模精密铸造工艺制作的拖拉机变速箱壳体金属模具。采用SLS工艺制造原型，然后精密铸造件，从CAD设计到获得零件仅仅15天，传统工艺至少需要45天，制造成本降低60％。采用SLS工艺制造原型，采用该工艺制造的消失模铸造用模具，比传统的工艺制造周期缩短40%。
（3）SLS陶瓷壳型铸造
利用激光对以反应性树脂包覆的陶瓷粉进行烧结，烧结完成后将粉末倒出，再经固化处理就获得铸造用的陶瓷型壳，浇注后即可制得金属模具零件。此方法省去传统精密铸造多种工艺过程，是传统精密铸造的重大变革。激光束在计算机的控制下，根据层面中的扫描线，有选择地烧结树脂砂与环氧树脂的混合粉末材料，得到铸造型壳的一个层面后，工作台下降一个层厚，供料台上升一个层高，又开始铺新料。就这样逐层铺料，逐层烧结，最后便得出所需模具铸件型壳的反型。选择性激光烧结后的铸造型壳，残存有未固化的粉末粘结剂且粘结剂分布并不均匀，强度较低，须对铸造型壳进行烘烤硬化处理。烧烤硬化后的铸造型壳，消除了原型中粘结剂的聚集现象，使原型均匀硬透。挥发掉原型中的水分和可气化物质，改善了铸造型壳透气性，降低铸造时的发气量，从而使型壳具备良好的铸造性能。结合传统的砂型铸造工艺，在铸造型壳外面构筑浇注系统，浇注模具铸件。
它的最大优点是速度快，不需要任何模具，甚至不需画图，设计工程师通过计算机网络将资料送到铸造车间的系统中便可完成型壳的设计与制作。在CAD环境中，直接将模具零件模样转换为壳型，再配以浇注系统，型壳的厚度可取5～10mm。该工艺的不足之处主要是零件表面粗糙度值较高，其关键技术是型壳厚度、型壳表面粗糙度及固化处理工艺。
（4）SLS树脂砂铸造
将铸造树脂砂作为SLS烧结材料，根据图纸或要求设计出模具零件的三维CAD 模型 ,进行铸造工艺分析 ,主要是设计浇注系统、冒口和确定铸件的凝固收缩余量,根据收缩余量和零件尺寸设计出铸型的 CAD 模型。SLS在计算机的控制下,按照截面轮廓的信息,在粉末上扫描出截面形状,激光的功率要足够大,使得轮廓边界处的粉末完全炭化而失去固化作用,逐层扫描直至堆积出零件的三维曲面结构的分型面。随着工作台的分步下降,将树脂砂粉末逐层铺在工作台上,再用平整辊将粉末滚平、压实,每层粉末的厚度均对应于CAD 模型的切片厚度。各层上经激光扫描加热的粉末被破坏而失去固化作用,未被激光扫描的粉末仍留在原处起支撑作用,直至扫描完整个零件。对工作台的零件进行整体加热,根据树脂砂的不同,其加热温度为200～280℃。由于零件表面处的树脂砂经激光炭化而失去固化作用,因而零件表面相当于一个分型面,将零件与周边的废料块分割开来,去掉废料块,最终得到铸型。对铸型内腔表面进行适当的打磨修整或上涂料以降低内腔的表面粗糙度,然后进行浇注得到金属零件或模具。
树脂砂铸造相对于快速熔模铸造有以下优点：(a)溃散性好。与熔模铸造相比，树脂砂铸造能铸造出更复杂的零件，SLS主要用来加工无法用数控加工的气道、水套部分砂芯等。(b)造型时间短。SLS和数控技术的结合显著加快了制造砂型的速度。熔模铸造需有固定的制壳周期，而快速砂型铸造则可灵活地控制铸造时间。(c)可铸造更大模具零件。采用数控铣技术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，因此可生产更大的模具零件。
『贰』 雕刻刀模的制作流程
1、线切割（主要是外形的线切和落料孔的加工）：这个过程耗时较多， 一般最少2个小时左右（ 无落料孔的刀模),有落料孔的刀模要更长的时间。
2、CNC粗加工（有些刀模厂家是在一台机上面完成）：主要是使刀模板粗加工的效果能够达到蚀刻刀模的腐蚀加工一样，只是加工效果更好，可以加工到刀线宽为0.5mm，这样，后期精加工刀锋的锋利程度与刀锋侧面的光洁度就会更好。这种粗加工的工序也使模具加工设备得到最大限度的利用和保护。
3、CNC精加工：主要对模具进行最后的刀锋成型加工，使刀模的刀锋锋利、表面光洁。
4、模具组立：雕刻刀模一般会配上一块铝板，已达到模具的总高23.8mm来满足模切加工企业的模切机装模高度的要求。有一些特殊结构的模具需要大量的配件组装而成（比如内退料雕刻刀模、顶料雕刻刀模、吹气雕刻刀模、吸气雕刻刀模）。
5、检验：将组立好的模具成品进行检验。如：模具总高，模具是否与图纸一致、刀锋是否锋利、是否有假刀锋、光洁度、毛刺、批锋、高低差、刀高、刀锋角度、品名、料号等。
在模具设计制作工艺的过程中，最核心的部分是如何设计刀锋角度，找到最合适的刀锋角度才能把刀模的价值最大化。切什么的材料、用什么样的刀锋角度、达到什么样的效果很重要，刀锋角度越小、刀锋越锋利越容易钝。
『叁』 模具是怎么样做的
参考资料：【南通科讯教育】
模具其实很简单，第一你要理解结构，其次你要理解制品的材料及其性能，最后你必须会相关的应用软件。
步骤如下：
1：产品图（3D档，来源可能是客户提供，也有可能是自己造型）条件好公司会给你配绘图员，帮你出平面图。
2：分模（模具型腔以及模具辅助元件等）在制作的同时要考虑产品制件的外观大小能，还要考虑是否能顺利脱模等，现在又一批年轻的工程师设计的产品都是没有斜度的。没准你的模具设计出来以后打不出理想的制品。呵呵问题可能就是这里了。当然还有就是缩水，型腔尺寸是比制品尺寸要大的这个你需要明白。
3：3d档的模具图直接数据传输用于加工制作。电极（火花），镶件（线割）型腔（数控设备制作）等等
4：模具装配（模具工的事，需提供相应的技术要求及相关位置尺寸图）
5：调试
中间有很多步骤省略了，你能提这样的问题，我相信你也知道模具本身的含义就不多说了。
模具设计要做好自己的3d图并且要做好模具制程的相关支持信文件。
参考资料：【南通科讯教育】
『肆』 模具的制造过程是怎么样的
一、模具制作流程 接受任务书 成型塑料制件的任务书通常由制件设计者提出，其内容如下： 1. 经过审签的正规制制件图纸，并注明采用塑料的牌号、透明度等。 2. 塑料制件说明书或技术要求。 3. 生产产量。 4. 塑料制件样品。 通常模具设计任务书由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出，模具设计人员以成型塑料制件任务书、模具设计任务书为依据来设计模具。
二、 收集、分析、消化原始资料 收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料，以备设计模具时使用。 1. 消化塑料制件图，了解制件的用途，分析塑料制件的工艺性，尺寸精度等技术要求。例如塑料制件在外表形状、颜色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的几何结构、斜度、嵌件等情况是否合理，熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度，有无涂装、电镀、胶接、钻孔等后加工。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析，看看估计成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件来。此外，还要了解塑料的塑化及成型工艺参数。 2. 消化工艺资料，分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当，能否落实。 成型材料应当满足塑料制件的强度要求，具有好的流动性、均匀性和各向同性、热稳定性。根据塑料制件的用途，成型材料应满足染色、镀金属的条件、装饰性能、必要的弹性和塑性、透明性或者相反的反射性能、胶接性或者焊接性等要求。 3. 确定成型方法 采用直压法、铸压法还是注射法。 4、选择成型设备 根据成型设备的种类来进行模具，因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。例如对于注射机来说，在规格方面应当了解以下内容：注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具体见相关参数。 要初步估计模具外形尺寸，判断模具能否在所选的注射机上安装和使用。 5. 具体结构方案 （一）确定模具类型 如压制模（敞开式、半闭合式、闭合式）、铸压模、注射模等。 （二）确定模具类型的主要结构 选择理想的模具结构在于确定必需的成型设备，理想的型腔数，在绝对可靠的条件下能使模具本身的工作满足该塑料制件的工艺技术和生产经济的要求。对塑料制件的工艺技术要求是要保证塑料制件的几何形状，表面光洁度和尺寸精度。生产经济要求是要使塑料制件的成本低，生产效率高，模具能连续地工作，使用寿命长，节省劳动力。
三、影响模具结构及模具个别系统的因素很多，很复杂： 1. 型腔布置。根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式。 对于注射模来说，塑料制件精度为3级和3a级，重量为5克，采用硬化浇注系统，型腔数取4-6个；塑料制件为一般精度（4-5级），成型材料为局部结晶材料，型腔数可取16-20个；塑料制件重量为12-16克，型腔数取8-12个；而重量为50-100克的塑料制件，型腔数取4-8个。对于无定型的塑料制件建议型腔数为24-48个，16-32个和6-10个。当再继续增加塑料制件重量时，就很少采用多腔模具。7-9级精度的塑料制件，最多型腔数较之指出的4-5级精度的塑料增多至50%。 2. 确定分型面。分型面的位置要有利于模具加工，排气、脱模及成型操作，塑料制件的表面质量等。 3. 确定浇注系统（主浇道、分浇道及浇口的形状、位置、大小）和排气系统（排气的方法、排气槽位置、大小）。 4. 选择顶出方式（顶杆、顶管、推板、组合式顶出），决定侧凹处理方法、抽芯方式。 5. 决定冷却、加热方式及加热冷却沟槽的形状、位置、加热元件的安装部位。
『伍』 模具设计及制作的六大步骤
模具设计及制作的六大步骤讲解：
1、材料的选择
模具材料的绿色程度对最终产品的绿色性能有着极为重要的影响。绿色设计的材料选择必须建立在绿色材料的基础上， 摒 弃过去对材料进行表面处理所采用的化学方法。代之以物理的方法以达到防腐或易于脱模的目的。
选择优质镜面模具钢加工模具型腔;用不锈钢材料来加工防腐的模具以替代电镀;或用对环境的危害小和镍磷镀替代电镀铬。
绿色材料应具备的基本性能有：①低污染、低耗能、低成本：②易加工和加工过程中无污染或少污染：③可降解，可重复使用。
2、设计规范化、标准化
模具标准化是组织模具专业化生产的前提。而模具的专业化生产是提高模具质量、模具制造周期、降低成本的关键。
采用和购买标准模架及其它标准件。模架及标准件由专门的厂家、企业通过社会化分工进行生产，使有限的资源得到优化配置。
模具通常在报废之后只是凸凹模不能再用.但是模架还基本完好无损.因此使用标准模架有助于模架的再利用。
冲压模和注塑模的模架都有很多种类，而这些模架也基本是由标准的上下模座。导柱。导套等部件组成。同时.模架的标准化可以使生产模架所使用的设备大大减少，从而节约资源。也利于管理。
模具各结构单元的规范化、标准化。这样可加快设计速度，缩短设计周期，方便加工管理。
3.可拆卸性设计
模具在使用过程当中，部分零部件由于承受过大的摩擦与冲击，磨损较大。这时，只需更换这部分零部件模具仍可使用。
另外，有时只要更换工作零件，即可实现一种新产品的生产。不可拆卸不仅造成大量可重复零部件材料的浪费。 而且因废弃物不好处置.还会严重污染环境。
因而在设计初期就要考虑到拆卸的问题：
①尽可能选择通用结构，以便更换。
②在满足强度要求的前提下。尽量采用可拆卸联接。如用螺纹联接，不用焊接、铆接等。
4.制造环境设计
机械生产车间，尤其是冲压车间的噪音和污染非常严重。对工作人员的身体健康造成非常大的威胁，也干扰了周边的安宁，所以，在进行模具设计的时候要对产生的噪音加以控制，甚至消除。
通常消除机器噪音的方法有以下几种方法：用v带代替齿轮传动;以摩擦离合器代替刚性离合器;做好飞轮等回转体的动平衡：在压力机产生噪音的'主要部位加盖隔音罩：采用有减震器的无冲击模架等。
5.包装方案设计
包装方案的设计主要包括三方面：包装材料的选用、包装结构的改进以及包装材料及其废弃物的回收利用。包装材料的使用和废弃物对环境产生了巨大的影响.尤其是一些难以回收或难降，解的材料，这些材料只能焚烧或掩埋。因此，产品的包装应尽量从简及使用绿色包装材料(无毒、无公害、易回收、易降解的材料)，这样既可以减少资源的浪费，又可以减少对环境的污染。
6、回收处理设计
模具回收处理就是在模具的设计阶段就考虑模具使用后回收利用的可能性及回收处理的方法及费用。回收性设计的主要内容包括可回收材料及标志、回收处理方法、回收性的技术经济评估和回收性的结构设计。其主要措施如下;①使用对环境影响较模具材料，如无毒无害的材料、可再生材料、易回收的材料等;②使用可重新利用的材料;③对使用过的模具零部件进行翻新、再加工等。