1、.基于快速成型的手機(jī)殼硅膠模具制作【摘 要】模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝裝備之一，本文基于rp原型的制造技術(shù)，介紹了快速成型和硅棣膠模技術(shù)及手機(jī)外殼硅膠模具的制作流程，對其中的關(guān)鍵工序進(jìn)行了分析，對快速制造塑料件方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了闡述?！娟P(guān)鍵詞】硅膠模具；速成型；制造流程；塑料件0 前言硅膠模具制造是一種比較普及的快速模具制造方法。由于硅膠模具具有良好的柔性和彈性，能制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、花紋精細(xì)、無拔模斜度，甚至倒拔模斜度以及具有深凹槽類的零件，因制造周期短，制件質(zhì)量高而備受關(guān)注。目前用硅橡膠制造的彈性模具已用于代替金屬模具生產(chǎn)蠟?zāi)?、石膏模、陶瓷模、塑料件，及低熔點(diǎn)合金如鉛、鋅以及鉛合金零件，并在

2、輕工、塑料、食品和仿古青銅器等行業(yè)的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，對產(chǎn)品的更新?lián)Q代起到不可估量的作用，利用硅橡膠制造模具可以更好地發(fā)揮原型快速制模技術(shù)的優(yōu)勢。1 基 rp原型的硅橡膠模具制造工藝由于 rp（rapid prototyping ）技術(shù)生產(chǎn)出來的原型材料與硅橡膠不發(fā)生反應(yīng)，制造過程中沒有經(jīng)過變形，也不會產(chǎn).生褶皺，能夠生產(chǎn)出與精密塑件一樣的表面質(zhì)量。利用rp原型制造硅橡膠軟模的工藝流程為rp原型、型框制作、硅膠計(jì)量、真空脫泡、注入硅膠、硬化完成、取出母模、刀剖開模。對于批量不大的塑件生產(chǎn)，可以采用rp原型快速翻制的硅膠模具通過樹脂材料的真空注型來實(shí)現(xiàn)，這樣，能夠顯著縮短產(chǎn)品的制造時間，降低成本，提

3、高效率。對于沒有細(xì)筋、小孔的一般零件，采用硅膠模具澆注樹脂件可制造制品達(dá)到 50 件以上。采用硅膠模具進(jìn)行樹脂材料，真空注型的工藝流程為清理膠模、噴脫模劑、組合模具、樹脂計(jì)量、脫泡混合、硬化、取制件、完成。1）清理硅膠模，預(yù)熱模具。在進(jìn)行樹脂件澆注之前應(yīng)進(jìn)行必要的清理工作，例如，清除溝槽內(nèi)的殘留物，檢查排氣孔是否堵塞等。2）噴灑離型劑，組合硅膠模具。為了便于注型件從模具中取出，需要在模具型腔表面噴灑離型劑，特別要注意噴灑深溝槽、深孔等難以脫模處。噴灑完離型劑后，就可以將硅膠模組合起來。不過，對于透明材料的制件，不宜噴灑離型劑。3）計(jì)量樹脂。樹脂的重量通常根據(jù)原型的重量進(jìn)行估算并根據(jù)澆注過程中材

4、料的盈余進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)規(guī)定的樹脂.和硬化劑的配比即可算出所需樹脂和硬化劑各自的重量。4）脫泡混合，真空注型。為了提高制件的致密程度和充填能力，需要將注塑環(huán)境抽真空，一方面，除去樹脂和硬化劑中溶解的空氣，另一方面，也抽去模具型腔中的空氣。5）溫室硬化，取出制件。將澆注完的模具從真空機(jī)中取出，放入恒溫箱中進(jìn)行硬化，硬化時間根據(jù)制件的大小和樹脂類型的而定。待樹脂制件在指定的溫度和時間條件下完成固化后，便可以將其開模取出。6）制件后處理。制件完成后，還需要進(jìn)行必要的后處理工作才能交付使用，如除去澆道、打磨、拋光、噴漆等。2 利用快速成型技術(shù)制作硅膠原型手機(jī)上蓋的三維造型如圖 1 所示，三維模型確定后，

5、用proe-4.0 將三維造型圖分別保存為stl格式文件輸出給rp系統(tǒng)，用分層實(shí)體制造（lom）技術(shù)直接制作出產(chǎn)品的原型。用快速成型制成的手機(jī)上蓋原件如圖2 所示。rp法制造的原型在其疊層斷面之間一般存在臺階紋或縫隙，對原型經(jīng)過表面后處理（包括打磨、防滲和強(qiáng)化處理等手段）以降低原型的表面粗糙度，提高原型的抗?jié)裥?、抗熱性、尺寸穩(wěn)定性和表面光潔度，這樣就可作為硅橡膠模具的母樣了。2.1 制作硅膠模具利用定型樣件制作硅橡膠模的過程如下：1）徹底清潔定型樣件，即快速原型零件；.2）用薄的透明膠帶建立分模線；3）利用彩色、清潔膠紙將定型樣件邊緣圍上，以作后期分模用；4）利用薄板圍框，把定型樣件固定在圍框

6、內(nèi)，必要時加注一些通風(fēng)桿；5）計(jì)算硅橡膠、固化劑用量，稱重，混合后放入真空注塑機(jī)中抽真空，并保持真空10min ；6）將抽真空后的硅橡膠倒人構(gòu)建的圍框內(nèi)，然后將其放人壓力罐內(nèi)，在0.4-0.6mpa 壓力下，保持15-30min 以排除混人其中的空氣；7）取出后，送人固化爐，在60下固化 8-10h；8）待完全固化后，拆除圍框，按分模邊界切開硅橡膠；9）取走完全外露的定型樣件，得到硅橡膠模。2.2 真空注塑硅橡膠模制作完成后，就可以采用反應(yīng)成型方法進(jìn)行真空注塑，對定型樣件進(jìn)行復(fù)制，得到小批量的塑料件，其過程如下：1）將硅橡膠模以膠帶捆緊，并做一個澆口；2）將硅橡膠模置于操作平臺上；3）根據(jù)零件

7、的大小計(jì)算并稱量成型材料，并將其a、 b兩組分分別放人兩容器中；4）將容器 a 及 b 置于真空注塑機(jī)上方而硅橡膠模置于.下方，關(guān)門抽真空，并保持10min ；5）將 a、b 兩容器中的組分混合，攪拌后沿澆口注人硅橡膠模， 并立即開啟阿門加壓至 0.1mpa，借助此壓力使反應(yīng)物料充滿硅橡膠模；6）放人固化爐中固化1-2h 后，打開硅橡膠模得到塑料件；7）重復(fù) 1-6 的步驟，得到所需數(shù)量的塑料件。2.3 硅膠模具制造方法分析1）基于快速成形技術(shù)制造硅膠模具方法制造塑件具有成本低、周期短的特點(diǎn)，其制造周期一般為傳統(tǒng)數(shù)控切削方法的 1/5-1/10，而成本僅為1/3-1/5，比較適合于產(chǎn)品試制和小批量生產(chǎn)。2）除用 rp原型零件快速復(fù)制塑件外，還可以用石膏、石墨、樹脂、陶瓷、木材、金屬等制造樣件，也可以直接采用產(chǎn)品作樣件，用該方法同樣可以快速得到塑件。3）利用硅橡膠制造模具，可以更好地發(fā)揮rp 技術(shù)的優(yōu)勢。由于快速原型樣件制造成本高、機(jī)械性能差、 耐溫性低，使其直接利用受到了限制，利用快速原型零件制造硅橡膠模再復(fù)制出塑件，正好能夠克服這些缺點(diǎn)。這種方法也存在一些問題，如硅橡膠模具強(qiáng)度低，硅橡膠在長期加熱后產(chǎn)生收縮現(xiàn)象等，這些問題有待今后在實(shí)踐中進(jìn)一步完善解決。3 結(jié)束語.用 rp快速原型和硅橡膠模具技術(shù)相結(jié)合快速制造塑件，特別適合于多品種、 小批量生產(chǎn)， 該技術(shù)工藝簡單， 成本低，是