分析注塑模具制造新技术及新趋势

    新材料促进模具嵌件的发展

    有一种新材料能够降低注射模具制造商的投资成本和时间成本。这种新合金名为钴铬MP1，专为在快速成型(RP)设备上采用金属激光直接烧结(DMLS)工艺而开发。该材料由德国快速成型设备和材料供应商EOS(ElectroOpticalSystems)GmbH公司生产。现在北美的用户可通过EOS北美公司和美国MorrisTechnologies公司来购买这种材料。

    MorrisTechnologies公司是一家注塑模具开发公司，这家公司**将该材料应用于商业化制造。在该公司的使用过程中，这种钴铬合金被证明具有高强度、耐高温性能和抗腐蚀性能。MorrisTechnologies曾是美国**家引入EOS公司的EosintM-级快速成型机的公司，因为当时该公司已预见到了基于DMLS的快速成型的巨大市场。然而通过实验发现，当时市场上还没有一种材料能够满足其诸多客户的应用需求。

    “有许多项目需要快速成型解决方案，但是客户的实验条件需要材料具有更好的耐高温性和耐腐蚀性以及更高的机械性能。”MorrisTechnologies公司的总裁GregMorris说，“即使花费更多的时间和**，不锈钢或者其他合金仍然不能满足他们的要求。”

    为了解决上述问题，MorrisTechnologies公司选择了EOS的钴铬MP1材料。Morris表示，该合金的洛式硬度在30～40之间，能够生产小型复杂的模具产品，而这些产品目前通常需要采用电火花加工或者机加工方法来制造。

    由于这种材料的结构层非常薄，只有20μm，因此产品可被完全烧结。Morris相信这种材料和金属激光直接烧结技术能够帮助注塑模具制造工业以更低的成本生产精细的型芯和型腔嵌件。“目前很多模具制造商之所以没有采纳该技术，在我看来，是因为许多人认为他们只有采用以前的方式制造模芯和模腔才算*好。”Morris解释说。

    **保守

    模具制造商LinearMold&Engineering公司总裁JohnTenbusch毫不犹豫地采纳了上述技术。因为Tenbusch发现EOS公司的金属激光直接烧结快速成型设备的新客户甚至已延伸到了墨西哥和南美洲。

    在注塑模具的制造过程中，采用典型的电火花设备(EDM)进行烧焊是比较流行的，而线切割在快速成型模具制造中的使用也在逐渐增长。对此，Tenbusch解释说：“采用线切割可以帮助我们节约时间，也就是说，我们使用线切割来切割出型腔，而像嵌件这样的精细部件则使用DMLS工艺来加工。”

    Tenbusch介绍，这种方法的准确率很高，而且不需要定很多测点，同时肋筋能够被分开而作为排气口。使用线切割也能够加工一些不锈钢嵌件，并将它们置于模具中。如果所用材料足够硬，且寿命足够长的时候，加工人员就没有必要对部件细节进行电火花加工了，如对于常用的预硬化高拉伸渗氮模具钢便是如此。使用线切割可在4～5周的时间内完成模具的制造，而这种速度加快的根本原因在于用EOS的DMLS设备代替了电火花设备。

钴铬MP1是EOS公司的新型不锈钢17-4家族中的一个系列，按照计划今年推向市场的是MaragingSteelMS1，这是一种18马氏体300钢(型号：1.2709)，其性能至少等同于甚至优于传统的模具钢，非常适合于采用DMLS工艺制作模具嵌件。

    少用抛光，多用涂层

    美国Bales模具服务公司是一家为注射模具提供抛光和电镀服务的公司。出于为客户降低成本的考虑，该公司现在已很少采用特级EDM抛光技术，取而代之的是采用电镀技术在模具表面形成涂层。Bales模具服务公司总裁SteveBales说：“现在不是每一台模具都需要抛光，而涂层的使用正在逐渐增长。我们采用电镀的方法代替EDM活研磨抛光，可以为客户节约时间和**。”

    众所周知，填料会缩短注塑模具的寿命。随着注射成型中填料的用量越来越大，填料对模具造成的腐蚀和磨损的问题日益突显。而为模具增加镀层，如Nicklon(一种镍-PTFE镀层)和Nibore(镍硼氮化物)则能起到很好的保护作用。同时与价格昂贵的塑料润滑添加剂相比，这些镀层又非常便宜。

    用Ritemp得到合适的温度

    澳大利亚Ritemp公司(澳大利亚加工和辅助设备供应商ComtecIPE的分公司)在2005年推出了Ritemp模具冷却技术。目前该技术在北美由SWM&Associates公司**代理。

    采用Ritemp模具冷却技术，可以实现更高的冷却效率和更短的成型周期。如注射成型一个15g的电器外壳，使用GEPlastics的NorylPA/PPE，模具为2腔，成型周期18s。而采用Ritemp冷却技术则可以使用4腔模具，并使成型周期降至13s，由此年产量可超过7百万个。SWM&Associates公司认为，如果下游设备能够处理更多的制品，成型周期甚至可以缩短到10s。

    Ritemp的工作原理如下：Ritemp用水槽代替水枪冷却模具表面。通过移走空气造成的真空，水能够在冷却室低温沸腾。水蒸发到模具表面进行热交换，然后通过水槽排出。在蒸发过程中，水分子吸收了热量，并通过模具温度控制系统调节热量水平，从而确保了模具恒温。

    使用潜入式浇口嵌件消除可见的浇口痕迹

    这种潜入式浇口嵌件来自于德国的i-mold公司，其注射点被设计在制品的末端，而流道从前端开放，从而使浇口表面定位在制品上不显眼的地方。例如，在制品外沿肋筋底部的侧浇口，人们是不能看到明显的浇口痕迹的。
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