Con il progresso della scienza e della tecnologia, la concorrenza del mercato sta diventando sempre più feroce, e il ciclo di rinnovamento del prodotto sta diventando sempre più breve, quindi, accorciare il ciclo di sviluppo di nuovi prodotti e ridurre il costo di sviluppo sono i problemi urgenti affrontati da ogni produttore, e il requisito di fabbricazione rapida dello stampo viene in essere.
La tecnologia di fabbricazione rapida degli stampi comprende la tecnologia tradizionale di fabbricazione rapida degli stampi, come lo stampo in lega a basso punto di fusione, lo stampo di elettroformatura, ecc. e la prototipazione rapida (RP) per l'attrezzaggio rapido.
Principi e caratteristiche della tecnologia di prototipazione rapida
Ci sono molti metodi di processo specifici della tecnologia di prototipazione rapida, ma il principio di base è lo stesso, cioè il metodo di aggiunta di materiale è il metodo di base per trasformare rapidamente un modello CAD 3D in un prototipo solido 3D composto da sostanze specifiche. In primo luogo, un modello CAD 3D è ottenuto nel sistema di modellazione CAD, o la forma e le dimensioni dell'entità sono misurate da strumenti di misurazione e trasformate in un modello CAD, poi i dati del modello sono elaborati e discretizzati in una stratificazione piana lungo una certa direzione, e poi l'embrione è elaborato da un sistema CAM speciale per la stratificazione che forma e impila in un prototipo.
La tecnologia di prototipazione rapida apre la strada alla produzione rapida di varie parti senza alcuno strumento e fornisce un nuovo mezzo di produzione per parti o modelli che non possono o sono difficili da produrre con metodi convenzionali. Ha mostrato buone prospettive di applicazione nei campi dell'aerospaziale, della progettazione automobilistica, della progettazione di prodotti industriali leggeri, della produzione di organi umani, della progettazione architettonica, della progettazione di stampi e della produzione.
In sintesi, la tecnologia di formatura rapida ha le seguenti caratteristiche di applicazione.
1, perché la tecnologia di formatura rapida utilizza il meccanismo di trasformazione delle forme tridimensionali in una produzione bidimensionale planare a strati, è insensibile alla complessità della struttura geometrica del pezzo, quindi può produrre parti complesse, riflettere pienamente i dettagli di progettazione e produrre direttamente parti composite.
2, fabbricazione rapida di stampi
①Può fabbricare stampi in metallo da pressofusioni con l'aiuto dell'elettroformatura, della spruzzatura ad arco e di altre tecnologie.
②Il prototipo di fabbricazione rapida come stampo di fuga può anche essere usato per la fabbricazione in serie di stampi di fuga per la colata di precisione mediante tornitura del prototipo e fabbricazione di stampi maestri.
③Produzione rapida di stampi master complessi di alta precisione per l'ulteriore fusione di parti metalliche.
④Fare l'elettrodo di grafite da prototipo, e poi elaborare la cavità dello stampo dall'elettrodo di grafite.
⑤ Lavorazione diretta di cavità in ceramica per la fusione di precisione.
3, applicazione nello sviluppo di nuovi prodotti, attraverso il modello fisico prototipo, il progettista può valutare rapidamente la fattibilità di un design ed esprimere pienamente la sua concezione.
①Progettazione della forma. Anche se i sistemi di modellazione CAD possono visualizzare il modello di design di un prodotto da tutte le direzioni, non sono affatto intuitivi e visibili come i prototipi ottenuti dalla RP, specialmente per le forme complesse. I produttori possono usare i prototipi concettuali come strumento promozionale per vendere i loro prodotti, cioè possono usare i prototipi RP per permettere agli utenti di confrontare e valutare rapidamente i nuovi prodotti che sviluppano e determinare l'aspetto ottimale.
② Controllare la qualità del design. Prendendo come esempio la produzione di stampi, il metodo tradizionale consiste nell'aprire lo stampo su una macchina CNC in base alla forma geometrica, il che è troppo rischioso per stampi costosi e complessi, e qualsiasi disattenzione nella progettazione può causare danni irreparabili. Utilizzando la tecnologia RPM, le parti da pressofondere possono essere accuratamente prodotte prima che lo stampo venga aperto, e vari problemi sottili ed errori nella progettazione possono essere visti a colpo d'occhio sul modello, riducendo notevolmente il rischio di apertura cieca dello stampo. il modello realizzato da RP può anche essere utilizzato come una fresatrice a copia CNC contro lo stampo.
③ Ispezione funzionale. Usare i prototipi per eseguire rapidamente test funzionali di diversi design per ottimizzare la progettazione del prodotto. Ad esempio, il design di un ventilatore, ecc, può ottenere la migliore superficie della pala del ventilatore e la struttura più bassa del rumore.
4, camera di processo di formazione rapida è altamente automatizzato, lungo tempo continuo, semplice operazione può fare giorno e notte incustodito, una volta che la macchina è accesa, può completare automaticamente l'intera lavorazione del pezzo.
5, il processo di produzione della tecnologia di formatura rapida non richiede l'ingresso di utensili, e il suo costo è solo legato al costo operativo della macchina di formatura, costo del materiale, e lo stipendio dell'operatore, e non ha nulla a che fare con il lotto di prodotti, che è adatto per la produzione del pezzo singolo, piccolo-lotto, e prodotti speciali e nuovo processo.
6, il reverse engineering nella modellazione rapida ha una vasta gamma di applicazioni. Gli scanner laser 3D, gli scanner tomografici automatici e molti altri dispositivi di misurazione possono misurare rapidamente i contorni interni ed esterni degli oggetti con alta precisione e convertirli in dati di modelli CAD per l'elaborazione RP.
Tecnologia di Rapid Tooling basata su RP
Nel campo della tecnologia di prototipazione rapida, la crescita più rapida ed evidente del valore della produzione è il Rapid Tooling, la tecnologia RT. Applicando la tecnologia di prototipazione rapida per fare Rapid Tooling RP+RT, possiamo migliorare notevolmente il tasso di successo dello sviluppo del prodotto, accorciare efficacemente il tempo di sviluppo e ridurre il costo conducendo prove di nuovi prodotti e produzione di piccoli lotti prima dello stampo di produzione finale.
La tecnologia RP+RT fornisce un nuovo concetto e metodo di produzione degli stampi direttamente dai modelli CAD dello stampo, che integra la progettazione concettuale e il processo di lavorazione degli stampi all'interno di un sistema CAD/CAM, creando buone condizioni per l'applicazione dell'ingegneria parallela. La tecnologia RT adotta il RP multi-loop, la progettazione rapida di ritorno di informazioni e il metodo di fabbricazione, combinati con vari mezzi di simulazione e di analisi del computer, formando un insieme di Un nuovo sistema di progettazione e fabbricazione di stampi.
La produzione di utensili rapidi utilizzando la tecnologia di prototipazione rapida può essere divisa in due categorie: produzione rapida diretta di utensili e produzione rapida indiretta di utensili.
1, produzione rapida diretta di utensili
La fabbricazione rapida diretta di utensili si riferisce alla fabbricazione diretta di uno stampo utilizzando diversi tipi di tecniche di prototipazione rapida, seguita da alcuni post-trattamenti e lavorazioni necessarie per ottenere le proprietà meccaniche richieste, la precisione dimensionale e la rugosità superficiale dello stampo. Attualmente, i processi di prototipazione rapida che possono produrre direttamente stampi in metallo includono la sinterizzazione laser selettiva SLS, la produzione di deposizione di forma SDM e la saldatura 3D.
I collegamenti diretti di fabbricazione rapida di stampi sono semplici e possono sfruttare più pienamente i vantaggi della tecnologia di formatura rapida, soprattutto in stretta combinazione con la tecnologia informatica, per completare rapidamente la fabbricazione dello stampo. Per quegli stampi a iniezione che richiedono forme complesse e il raffreddamento del canale interno, l'uso della fabbricazione rapida diretta dello stampo presenta vantaggi che non possono essere sostituiti da altri metodi.
Gli stampi a iniezione di produzione possono essere prodotti in 5-10 giorni utilizzando il processo di produzione rapida diretta di stampi SLS.
2, produzione rapida indiretta di stampi
Utilizzando lo stampo master di prototipazione rapida e versando materiali morbidi come cera, gomma siliconica, resina epossidica o poliuretano, può costituire uno stampo morbido. La durata dello stampo ad iniezione fatto con questo materiale sintetico può essere fino a 50-5000 pezzi.
Uno stampo duro può essere realizzato combinando uno stampo master di prototipazione rapida o uno stampo morbido con processi tradizionali come la microfusione, la colata di precisione in ceramica, l'elettroformatura o la spruzzatura a freddo, che possono produrre parti in plastica o metallo in massa. Gli stampi duri di solito hanno una migliore lavorabilità e possono essere parzialmente lavorati per una migliore precisione e possono essere incorporati con inserti, parti di raffreddamento e materozze, ecc.
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