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概述
從 CAD 模型直接生產(chǎn)模具被認(rèn)為是一種可使新產(chǎn)品上市更加經(jīng)濟(jì)快速的重要方法,。 盡管這還是制造業(yè)中一種相對(duì)新興的趨勢(shì)，但它已經(jīng)對(duì)工程環(huán)境產(chǎn)生了重大影響,。
圖 1. 在以 PolyJet 技術(shù)印制之前設(shè)計(jì)的模具
快速模具制造 (RT) 是指以快速原型制作(RP) 模型為模式快速創(chuàng)建模具或使用快速原型制作工藝生產(chǎn)有限數(shù)量工具原型的工藝,。 一般來(lái)說(shuō)，RT 在以下方面與傳統(tǒng)的模具制造有所區(qū)別：
a) 模具制造時(shí)間大大縮短
b) 模具制造成本大大降低
本應(yīng)用說(shuō)明介紹了 PolyJet 技術(shù)進(jìn)一步提高模具開(kāi)發(fā)速度的優(yōu)勢(shì),。 通過(guò)舉例,，本說(shuō)明詳細(xì)介紹了彩色硅膠按鍵在模具設(shè)計(jì)完成之后在很短的時(shí)間內(nèi)制造而成的過(guò)程。
技術(shù)優(yōu)勢(shì)
使用 subtractive CNC 或火花蝕刻方法制作注塑模具的工藝費(fèi)錢又費(fèi)時(shí),。 對(duì)于更加復(fù)雜的產(chǎn)品,，因?yàn)楫a(chǎn)品的復(fù)雜性增加和產(chǎn)品周期的縮短，缺少足夠的熟練技術(shù)工人來(lái)完成相應(yīng)的工作,。 這意味著這種對(duì)高精度工具的不斷增長(zhǎng)的需求只能由越來(lái)越少的,。
圖 2. 準(zhǔn)備要注射入模具的硅膠
工具制造者來(lái)滿足。 因此,，我們迫切需要一種可以通過(guò)節(jié)省時(shí)間和勞動(dòng)力從而克服這些限制的工藝,。
Objet 的 PolyJet™ 技術(shù)的以下優(yōu)勢(shì)恰可滿足生產(chǎn) RTV 模具的需要：
高質(zhì)量：市場(chǎng)領(lǐng)先的 16微米分辨率可以保證部件和模型的光滑和出色的細(xì)節(jié)效果。
高精度：精確地注射和利用材料的屬性可以制作出出色的細(xì)節(jié)效果和薄壁結(jié)構(gòu)（根據(jù)幾何圖形和材料可以為 600微米或更?。?。
快速： 全寬度范圍設(shè)置高速光柵、同時(shí)制作多個(gè)產(chǎn)品及無(wú)需制作后再固化的特點(diǎn)使得 PolyJet 成為速度最快的工藝,。
圖 3. 將硅膠注入模具
快速模具制造工藝
為說(shuō)明 PolyJet 技術(shù)是如何應(yīng)用到 RT 模具制造工藝中的,，下面用一個(gè)詳細(xì)的例子說(shuō)明彩色硅膠按鍵的制作過(guò)程。 示例從完成模具設(shè)計(jì)后開(kāi)始介紹,。
RTV 模具
此 RTV 模具由 3-D CAD 軟件設(shè)計(jì),，具有出色的細(xì)節(jié)效果。
準(zhǔn)備 RTV 的模具
1. 打印后,，給 RTV 模具涂漆,，并待其晾干再繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)處理。 如果要使用分離材料,，在模具內(nèi)部使用它以代替漆。
2.清理掉模具上的所有灰塵或多余的顆粒,。 清理 RTV 模具里孔洞的最簡(jiǎn)單有效的方式是用氣壓清理方式,。
3. 將 RTV 模具放在一個(gè)平面上，內(nèi)側(cè)向上,。
準(zhǔn)備注射的材料：
在此例子中,，是個(gè)手機(jī)鍵盤的模具。 這個(gè)鍵盤在中央有個(gè)紅色的功能鍵,，其余鍵都是半透明的,。 注射的材料是 RTV 硅膠（GT 產(chǎn)品,，半透明的、硬度為 40 邵氏 A(HS) 的 GT-7040 與橡膠硫化劑 CA7040 混合）,。 要制作紅色鍵盤按鈕,，就將硅膠與顏料混合在一起。 制作彩色硅膠很簡(jiǎn)單,。
圖 4. 在烘箱里固化硅膠前夾緊模具
在天平上放上一個(gè)混合罐（紙杯即可）,。 將 X 克半透明的、硬度為 40 邵氏 A (HS) 的 GT-7040與 X/10g 的橡膠硫化劑 CA7040 及 1-2%*X 克顏料倒在一起,。 用木棍攪拌這些成分直到粘度適中,。
把硅膠注射到模具中。
在一只普通的塑料注射器中充入硅膠（您需要對(duì)每種顏色都重復(fù)這個(gè)過(guò)程）,。 這里我們先做紅顏色,。 您可以使用攪拌的木棒將硅膠裝入注射器。
注射適當(dāng)?shù)牟噬枘z,，填滿模具腔,。 在此示例中，鍵盤的背面是半透明的,。 因此,，我們先注射紅色硅膠，留下稍后注射半透明硅膠的位置,。填充模具的兩面直到稍有溢出,。 關(guān)閉模具后，材料將會(huì)流到溝槽里,。
去除硅膠中的氣泡
要去除硅膠中的氣泡,，將模具放到氣壓值為 2atm 的真空室里的托盤上，等待 10 分鐘,。 10 分鐘后所有的氣泡都會(huì)消失,。 如果還有殘留氣泡，將模具放入可控制的真空室中,。 在可控制的真空室中,，慢慢地增加真空度，直到硅膠中的所有氣泡被吸出,。
最后程序
用鉗子夾住模具牢牢地合緊 RTV 模具以保證其完全密閉,。這樣可以去除多余的硅膠和殘留氣泡。要使硅膠變干,，可以將模具在壓力烘箱中放置三個(gè)小時(shí),，壓強(qiáng)為 2 巴，溫度為 70°C，或?qū)⒛＞唛]合著在室溫下放置 24 小時(shí)（見(jiàn)圖片 5）,。
圖 5. 將模具放置在烘箱中進(jìn)行快速硅膠固化
從烘箱中取出模具時(shí),，檢查模具邊緣周圍的硅膠殘余是否已干燥變硬。 輕輕打開(kāi)模具,，分離出硅膠零件,。 要將其分離出來(lái)只需要提起硅膠零件的一小部分，利用零件和模具之間的氣壓 – 就可以順利地將零件分離出來(lái)?，F(xiàn)在就可以使用這個(gè)彩色的手機(jī)鍵盤了,。
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