CN101696511B - 模具型腔的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了模具型腔的制造方法，首先利用光固化快速成型技术制作待铸件；组建电铸加工设备和电铸液***，利用电铸技术制作模具型腔；本发明的有益效果在于：无需购置昂贵的数控加工中心及各种切削机床；无需制造刀、夹、量等工艺装备；无需车、铣、铯、磨，钳等工序加工；降低了制造工具的成本，提高了效率。

Description

模具型腔的制造方法
技术领域
本发明涉及模具制造领域，特别涉及利用光固化快速成型技术和电铸技术相结合来制造模具型腔的方法。
背景技术
当今制造业中，模具(包括冲压模，塑料模，锻模，铸模，金属压铸模，粉末冶金模等)作为重要的工艺装备，是保证产品制造不可或缺的组成部分。随着我国制造业的快速发展，高精度现代模具、高寿命现代模具已成为首选。同时，随着社会需求的多样化和个性化以及许多新材料、新工艺的广泛应用，对现代模具的结构形式和型腔的要求也日益复杂，若采用传统的模具制造方法，不仅成本高、生产率低，而且很难保证模具的质量要求，因此，传统模具的制造技术，不能满足市场对模具的要求。所以，快速、灵活且生产低成本、高寿命，符合使用要求的模具成为模具制造业迫切需要解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种模具型腔的快速制造方法，该方法无需购置昂贵的数控加工中心及各种切削机床，无需制造刀、夹、量具等各种工艺设备，无需车、铣、磨、钳能工序加工，够保证复杂型腔的加工精度。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
模具型腔的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)制作待铸件：
a、利用制图软件实现零件的三维重构；
b、用上述三维重构的实体数据转换成STL格式文件，经过Rpdata软件分层切片处理生成光固化快速成型设备默认的格式文件，输入到光固化快速成型设备中；
c、光固化快速成型设备接收到输入的指令，制造出所需的零件的树脂原型；
d、将上述的树脂原型进行导电化处理；
e、将导电化处理后的树脂原型经水洗，脱脂、二次水洗、酸洗活化、三次水洗、浸渍离型剂后再水洗后作为待铸件；
2)组建电铸加工设备：
所述的电铸加工设备包括：直流电源、工作箱、母模、工具箱、工作台、搅拌器、防爆***、控制***；
3)组建电铸液***：
所述的电铸液***包括：电铸液、电铸液槽、泵、过滤器；所述的泵、过滤器及电铸液在电铸液槽中，所述的泵与过滤器相连接；
4)制成模具型腔
待铸件作为阴极附着在母模上，置入工作箱中；待铸件阴极与阳极与直流电源相连接；所述的搅拌器安装在工作箱的内部；所述的电铸液在电铸液槽中，由泵带动经过滤器过滤，过滤后的电铸液流到工作箱中将阳极、待铸件阴极浸泡在控制***的作用下进行电铸加工，制成所需的模具型腔；电铸加工过程中产生的H2由防爆***排除。
所述的光固化快速成型设备选用：激光源为230～355nm波长的固体激光器；
所述的光固化快速成型设备采用如下控制参数：
填充扫描速度：Vs1＝5000mm/s；
轮廓扫描速度：Vs2＝3000mm/s；
扫描间距：Gs＝0.1mm；
层厚：Lh＝0.1mm；
光斑直径：D1＝0.2mm；
所述的制图软件选用CAD、CAM、Pro/ENGINEER或SolidWorks软件中的任一种；
所述的导电化处理选用化学喷银或涂以银漆中的至少一种；
所述的电铸液选用CuSO4·5H2O、H2SO4与固体颗粒的复合型电铸液；
所述的CuSO4·5H2O的浓度为70～250g/l，H2SO4的浓度为50～200g/l；
所述的固体颗粒为碳化硅、二硫化钼中的至少一种；
所述的浸渍离型剂选用重铬酸钾。
本发明的有益效果：
1、无需购置昂贵的数控加工中心及各种切削机床；
2、无需制造刀、夹、量等工艺装备；
3、无需车、铣、铇、磨，钳等工序加工；
4、降低了制造工具的成本，提高了效率；
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的电铸工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
下面结合附图，对本发明做详细的说明，但本发明并不局限于此实施例。
1)制作待铸件：
a、利用CAD制图软件实现零件的三维重构；
b、用上述三维重构的实体数据转换成STL格式文件，经过Rpdata软件分层切片处理生成光固化快速成型设备默认的格式文件，输入到光固化快速成型设备中；
所述的STL格式文件，是快速原型***所应用的标准文件类型，例如常见的TXT文件。
c、光固化快速成型设备接收到输入的指令，制造出所需的零件的树脂原型；
d、将上述的树脂原型进行化学喷银处理；
e、将导电化处理后的树脂原型用水冲洗，以去除掉喷银处理中残留的药剂及微粒杂质；将清洗好的树脂原型进行脱脂处理，以去除附着在表面的油脂类污渍；二次水洗后进行酸洗活化，以保持当树脂原型作为待铸件能够更好的吸附电铸液中的金属离子；再将脱脂及酸洗活化后的树脂原型三次水洗后，用重铬酸钾作为浸渍离型剂处理树脂原型使得当电铸完成后，电铸层能与母模顺利分开，上述步骤结束后，再次水洗得到待铸件，迅速置入工作箱的电铸液中；
2)组建电铸加工设备：
所述的电铸加工设备包括：直流电源7、母模5、工具箱10、工作台14、搅拌器9、防爆***8、控制***11；
3)组建电铸液***：
所述的电铸***包括：电铸液2、电铸液槽1、泵3、过滤器4；
所述的泵3、过滤器4及电铸液2，装置在电铸液槽1中，所述的泵3与过滤器4相连接；
所述的电铸液选用：70g/l的CuSO4·5H2O，150g/l的H2SO4和碳化硅、二氧化二铝、二硫化钼的复合电铸液；
4)制成模具型腔
待铸件6作为阴极附着在母模5上，置入工作箱10中；待铸件阴极6与阳极13与直流电源7相连接；所述的搅拌器9安装在工作箱10的内部；所述的电铸液2在电铸液槽1中，由泵3带动经过滤器4过滤，过滤后的电铸液2流到工作箱10中将阳极13、待铸件阴极6浸泡在控制***11的作用下进行电铸加工，形成所需的模具型腔；电铸加工过程中产生的H2由防爆***8排除；
所述的光固化快速成型设备选用：激光源为255nm波长的固体激光器；
所述的光固化快速成型设备采用如下控制参数：
填充扫描速度：Vs1＝5000mm/s；
轮廓扫描速度：Vs2＝3000mm/s；
扫描间距：Gs＝0.1mm；
层厚：Lh＝0.1mm；
光斑直径：D1＝0.2mm；

Claims (10)

1.模具型腔的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)制作待铸件：
a、利用制图软件实现零件的三维重构；
b、用上述三维重构的实体数据转换成STL格式文件，经过分层切片处理生成光固化快速成型设备默认的格式文件，输入到光固化快速成型设备中；
c、光固化快速成型设备接收到输入的指令，制造出所需的零件的树脂原型；
d、将上述的树脂原型进行导电化处理；
e、将导电化处理后的树脂原型经水洗，脱脂、二次水洗、酸洗活化、三次水洗、浸渍离型剂后再水洗后作为待铸件；
2)组建电铸加工设备：
所述的电铸加工设备包括：直流电源、工作箱、母模、工具箱、工作台、搅拌器、防爆***、控制***；
3)组建电铸液***：
所述的电铸液***包括：电铸液、电铸液槽、泵、过滤器；所述的泵、过滤器及电铸液在电铸液槽中，所述的泵与过滤器相连接；
4)制成模具型腔：
待铸件作为阴极附着在母模上，置入工作箱中；待铸件阴极与阳极与直流电源相连接；所述的搅拌器安装在工作箱的内部；所述的电铸液在电铸液槽中，由泵带动经过滤器过滤，过滤后的电铸液流到工作箱中将阳极、待铸件阴极浸泡，在控制***的作用下进行电铸加工，形成所需的模具型腔；电铸加工过程中产生的H2由防爆***排除。
2.根据权利要求1所述的模具型腔的制造方法，其特征在于：所述的光固化快速成型设备选用：激光源为230～355nm波长的固体激光器。 
3.根据权利要求1或2所述的模具型腔的制造方法，其特征在于：所述的光固化快速成型设备采用如下控制参数：
填充扫描速度：Vs1＝5000mm/s；
轮廓扫描速度：Vs2＝3000mm/s；
扫描间距：Gs＝0.1mm；
层厚：Lh＝0.1mm；
光斑直径：D1＝0.2mm。
4.根据权利要求1所述的模具型腔的制造方法，其特征在于：所述的制图软件选用CAD、CAM、Pro/ENGINEER或SolidWorks软件中的任一种。
5.根据权利要求1所述的模具型腔的制造方法，其特征在于：所述的分层切片处理选用Rpdata软件。
6.根据权利要求1所述的模具型腔的制造方法，其特征在于：所述的导电化处理选用化学喷银或涂以银漆中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的模具型腔的制造方法，其特征在于：所述的电铸液选用CuSO4·5H2O、H2SO4与固体颗粒的复合型电铸液。
8.根据权利要求7所述的模具型腔的制造方法，其特征在于：所述的固体颗粒选用碳化硅、二硫化钼中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的模具型腔的制造方法，其特征在于：所述的CuSO4·5H2O的浓度为70～250g/l，H2SO4的浓度为50～200g/l。
10.根据权利要求1所述的模具型腔的制造方法，其特征在于：所述的浸渍离型剂选用重铬酸钾。 
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