20世纪下半叶以来，随着社会的进步和科学技术的迅速发展，制造业正在进行一场深刻的变革，模具制造业市场竞争也日益激烈。开发低成本、短周期、高质量的新型快速模具产品，并将其迅速推向市场，己成为企业在激烈的市场竞争中立于不败之地的关键。快速成型技术的应用使模具的快速制造成为可能。
　　1快速原型技术快速原型制造技术（RPM）又叫快速成型技术（RP），是20世纪80～90年代发展起来的新技术，它是将计算机辅助设计（CAD）、反求工程（RE）、计算机辅助制造（CAM）、计算机数字控制（CNC）、激光、精密伺服技术和新材料等先进技术集于一体。根据在计算机上构成的工件的三维模型，对其进行分层切片，得到各层截面的二维轮廓，按照这些轮廓，成型头有选择性地作用于一层的成型材料，形成各个截面的轮廓，并逐步顺序叠加成三维工件。
　　1.1快速原型技术与传统成形方式的区别快速原型技术成形机理和工艺控制与传统成形方式有很大差别，主要表现在：（1）RP加工不是一般意义上的模具或刀具，而是利用光、热、电等物理手段实现材料的转移或堆积；（2）原型是通过堆积不断增大，其力学性能不但取决于成型材料本身，而且与成型中所施加的能量大小及施加方式有密切关系，故在成型工艺控制方面，需要对多个坐标进行精确的动态控制；（3）能量在成型物理过程中是一个极为关键的因素，在以往的去除成形和受迫成形中，能量是被动地供给的，一般无须对加工能量进行精确的预测与控制，而在离散、堆积类型的RP中，单元体制造中能量是主动供给的，需要准确地预测与控制，对成型中的能量形式、强度、分布、供给方式以及变化等进行有效的控制，从而经由单元体的制造而完成成型。
　　1.2快速原型制造技术的分类RPM技术的工艺不下30余种，按照成型的能源可以分为激光加工和非激光加工2大类；按照材料形态可以分为液态、薄材、丝材、金属和非金属粉末5种。
　　其中，应用较广的有如下4类快速成型工艺：（1）SLA立体光刻法计算机控制激光打在光敏树脂层层固化形成零件原型。
　　（2）SIS激光烧结法在计算机控制下的激光层层加热表面裹有枷旨的可熔粉末状材料至恰好低于烧结温度，堆积成型。
　　（3）LOM分层实体法计算机控制激光切割纸、金属箔或塑料薄膜，逐层切割堆积成型。
　　（4）PDM熔化沉积法将蜡或塑料先制成细丝，细丝通过可加热的细喷头，加热成液态，计算机控制按各层截面形状滴堆积成形。
　　1.3快速原型技术的特点这几种方法各有优势，比如SIS激光烧结法利于
　　复杂薄壁件设计，LOM分层实体法利于厚壁件设计。快速成型机的控制系统只有接受三维CAD实体模型后，才能进行数据格式转换和分层切片处理。因此，必须先在计算机上用CAD软件构建产品的三维实体模型；或将已有产品的二维工程图样转换成三维CAD模型；或采用反求技术得到三维CAD模型。然后对三维CAD实体模型进行处理。快速原型过程一般都包括CAD模型建立、前处理（生成STL文件格式，将模型切片分层）、原型制作和后处理（如去除支架、清理表面、固化处理）等4个步骤。
　　2基于快速成型技术的模具制造快速原型制造技术在工业界的一个最重要的应用是快速模具制造（RapidTooling，简称RT）。快速原型制造技术的出现，为快速模具制造技术的发展创造了条件。据国外统计，大约60的制作订单是要求快速制作金属零件。
　　2.1快速模具技术的特点由于基于RP技术的快速模具制造的技术集成度高，从CAD数据到物理实体转换过程快，因而与传统的数控加工方法相比，快速模具制造技术具有以下特点。
（1）制模周期短通过该方法加工一件模具的周期大约是传统机加工制模法的10～30；（2）制模成本低生产成本仅为传统机加工方法1/3～1/5；（3）模具寿命较短特别适用于新产品开发试制、工艺验证和功能验证。
　　2.2快速模具技术的分类快速制造作为一种新的生产模式，可分为直接快速制造与间接快速制造2大类。同样，快速模具制造也分为直接和间接2种。
　　2.2.1直接制模法基于RP技术的快速直接制模法是将模具CAD的结果由RP系统直接制造成型。该法既不需用RP系统制作样件，也不依赖传统的模具制造工艺，对金属模具制造而言尤为快捷，是一种极具开发前景的制模方法。
　　直接制造的快速模具尺寸精度高、结构精巧、制造速度快，并且设计灵活，例如流道系统、冷却或加热管路的布置可以更为合理。直接制模材料大多是专用的金属粉末或高、低熔点金属粉末的混合物，也可使用专门的树脂。
　　2.2.2间接制模法在直接制模法尚不成熟的情况下，具有竞争力的快速制模技术主要是间接制模法。间接制模法是利用RP技术制造产品零件原型，以原型作为母模、模芯或制模工具（研磨模），再与传统的制模工艺相结合，制造出所需模具。依据材质不同，间接制模法生产出来的模具一般分为软质模具和硬质模具2大类。
　　3硅橡胶模具的特点硅橡胶模具制作是RT技术中间接制模方法的一种。硅橡胶模具由于具有良好的柔性和弹性。对于结构复杂、花纹精细、无拔模斜度或具有倒拔模斜度以及具有深凹槽的零件来说，在制件浇注完成后均可直接取出，这是硅橡胶模具相对于其他模具所具有的独特优点。同时由于硅橡胶模具具有耐高温的性能，它在塑料件和低温合金件的制作中具有广泛的用途。
　　3.1硅橡胶模具制造工艺流程下面以轮圈的硅橡胶模具制作过程为例，说明快速模具的制模工艺。硅橡胶模具制模的工艺路线如所示，为利用LOM法制作原型的工艺过程。
　　3.1.1建模方法选择在CAD/CAM系统中，用来表示物体结构形状的建模方法主要有线框造型，表面造型、实体造型和特征造型4种方法。由于实体造型能够完整地描述物体的所有几何特性，具有完整性和确定性，选定实体造型作为轮圈原型造型方法。
　　3.1.2建模软件的选择快速制模的前提是在计算机上构建三维模型，因而要求用于构造模型的CAD软件系统有较强的三维造型功能，功能强大的软件有Pro/E和UG等，本例使用UG进行三维实体造型如所示。
　　3.1.3模型输出格式的选择在UG中，文件的输出格式有很多种，可以根据需要进行选择。由于快速成型机的输入接口中通用的是STL格式，所以我们选择STL格式保存所作的图形。
　　3.1.4模型的切片过程由于快速成型是按一层层截面轮廓来加工的，按一定间隔进行切片处理，以便提取截面轮廓。间隔的大小根据成型件的精度和生产率要求选定，间隔愈小，精度愈高，但成型时间愈长，反之则相反。间隔的范围为0.05～0.5mm，常用0.1mm，在此取值下能得到相当光滑的成型曲面。
　　3.1.5模型的成型过程根据CAD模型得到各层切片的平面几何信息，由这些几何数据信息来驱动激光切割头的运动，激光切割头根据驱动信息对纸进行有选择的分层实体切割，传送带连续地将背面涂有热熔融性粘合剂的纸片送入到工作台上，由激光切割头对其逐层裁切，然后叠加形成所设计的立体模型。
　3.2采用浇注法快速制作硅橡胶模具的过程3.2.1原型表面处理以LOM法制作的轮圈原型作为母模进行硅橡胶模具的翻制。由于在LOM原型的叠层断面之间存在缝隙，需要对原型件进行防渗处理、强化处理，以提高原型的抗湿性、抗热性和尺寸稳定性。同时还要对原型表面进行打磨处理以提高原型表面的光滑程度，只有原型表面足够光滑，才能保证制作的产品具有较高的表面质量，并便于从硅橡胶模中脱模。
　　3.2.2制作型框和固定原型依据原型的几何尺寸和硅橡胶模使用要求设计浇注型框的尺寸和形状，然后进一步处理原型，确定分型面和浇口的位置。分型面和浇口位置的确定直接影响浇注产品能否顺利脱模和产品浇注质量。当分型面和流道选定并处理完毕后，可将原型固定于型框中。
　　3.2.3硅橡胶计量、混合及真空脱泡硅象胶用量应根据所制作的型框尺寸准确计量。将计量好的硅橡胶添入适当比例的固化剂，搅拌的均匀程度决定硅橡胶模是否均匀凝固，调配均匀后，放入真空注型机中，排出硅橡胶混合体中的气泡。
　　3.2.4硅橡胶浇注及固化硅橡胶混合真空脱泡后浇注到已固定好的原型型框中。在浇注过程中应掌握一定的技巧。硅橡胶浇注后，可自行硬化或加温硬化，在一定温度下可缩短硬化时间。
　　3.2.5剖模取出原型当硅橡胶硬化后，参照原型分型面的标志进行刀剖开模，将原型取出，并对硅橡胶模的型腔进行必要的清理，这样就得到浇注原型件的硅橡胶模具。
　　所示为采用以上方法制作的硅橡胶模具。
　　4结论市场竞争日趋剧烈，不仅要求产品有新颖的款式、优良的品质，而且要求制造者有快速响应能力，用最短的时间完成从研发、试制到生产的全过程，并迅速将产品投放市场。如何快速、低成本加工制造出高品质的产品，在很大程度上决定了企业在市场竞争中的地位，这也为产品开发和制造，特别是模具的快速制造提出了更高的要求。基于快速原型技术的快速模具制造技术正是通过综合当今多种先进制造技术，在已有的零件的基础上，经过适当的创新和改进，快速制成可用于实际生产制造的模具。实践证明，该技术不仅保证了制模精度，而且大大缩短了制模周期，减少成本。同时由于快速模具制造技术的多样性，我们可以很方便的根据生产实际的需要，选择适合的制模技术。

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