快速成型技术应用于汽车钣金件金属模具(上)

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目前我国汽车工业迅猛发展,自主研发车型将逐渐占领中国汽车市场,大型钣金件金属模具的快速、低成本制造是汽车更新换代、参与竞争的最关键因素之一,然而,我国的金属模具制造业从技术及开发周期上都很难满足汽车工业发展的需要,尤其是车身外板件金属模具几乎全部依靠进口,一个新车型钣金件模具需要几百套,价值数亿元。湖南快速成型华曙高科指出,目前比较先进的汽车大型钣金件金属模具制造技术是建立在轻型数控铣、大型精密数控铣和消失模铸造技术基础之上的,初期投资巨大,生产周期长,费用高。基于快速成形技术的大型汽车钣金件金属模具制造技术,是解决上述问题的很好出路。
1、快速成型技术的金属模具制造技术
快速成型技术的基本原理是离散/堆积成形原理,三维形体在离散过程中被沿xyz,3个方向分解,生成形体的各个截面、截线和截点,称之为离散面、离散线和离散点,将这些离散体(面、线和点)转换成实体,并将它们依照原先的顺序堆积还原成三维形体的实体形状。
湖南快速成型的特点是通过离散获得材料堆积的路径、顺序和方式,在数控系统控制下将材料逐层“迭加”起来形成三维实体,实现数字化成形。三维CAD电子模型被沿Z向离散,生成一系列二维层面数据,再将分层后的数据进行处理,加入加工参数,生成数控代码,数控系统以平面加工方式顺序加工出每个层片并使它们堆积、粘接成形,构成三维物理实体。
2、快速成型技术对材料的要求
材料是决定快速成型技术发展的基本要素之一,它将直接影响到原型的精度、物理化学性能以及应用等。根据使用材料的不同,可以将快速成型技术分为四个阶段:概念型、测试型、模具型、功能零件。
概念型对材料成型精度和物理化学特性要求不高,主要要求成型速度快。如对光固化树脂,要求较低的临界曝光功率、较大的穿透深度和较低的粘度。
测试型对于材料成型后的强度、刚度、耐温性、抗蚀性等有一定要求,以满足测试要求。如果用于装配测试,则对于树料成型的精度还有一定要求。
模具型要求材料适应具体模具制造要求,如对于消失模铸造用原型,要求材料易于去除。
快速功能零件要求材料具有较好的力学性能和化学性能。从解决的方法看,一个是研究专用材料以适应专门需要;另一个是根据用途分类,研究几类通用材料以适应多种需要。
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