用橡胶制作简易模具.doc

用橡膠製作模具是從80年初開始使用的一種簡易模具。由於模具使用橡膠製成，必須在真空條件下將塑料注入模具中成形，所以也稱為真空注模成形法。 到80年代中期，已有400多台真空注模裝置投入運轉。並生產了一批汽車零件、電子電器零件、各種玩具零件及工藝美術製品等。在小批量生產方面收到了縮短模具製造周期和降低生產成本的效果。 模具的結構 橡膠模是一種用手工在真空中注入塑料的模具，因而結構簡單，如圖1所示。在注入塑料之前，將橡膠模的兩個半模對合後，用緊固帶將其固緊。在兩個半模的分型面處插入注塑漏斗，即可在真空中注入塑料。 模具的製作過程 橡膠模的製作過程如圖2所示。首先用金屬、塑料或木材等材料製作母型。然後在母型的一端接上澆口材料（圖3）。 這樣在製成的橡膠模分型面處有一澆口，可插上注塑漏斗進行澆注。然後將接上澆口料的母型放入澆注框中（圖4）。澆注框的內形即為橡膠模的外形，應保証有足夠的型腔壁厚。 對已決定配比的硅橡膠主劑和固化劑進行攪拌後放入真空裝置中，在減壓真空條件下抽去攪拌時混入的空氣（圖5），約需710分鐘。 下一步是將澆注框放入真空裝置中進行澆注。把母型全部埋沒，並保証澆注上平面處型腔也有足夠的壁厚（圖6）。 對已澆成的橡膠模具再進行真空抽氣。盡量抽去混入橡膠模具中的空氣（圖7）。 抽氣後將澆注框移出真空裝置外，在室溫下放置1015小時，待其固化。 當完全固化後，即將橡膠模具從澆注框中取出。沿澆口處將橡膠模切開，形成兩塊半模，並取出母型（圖8）。將兩半模對合在一起即成為一副橡膠模具。 用橡膠模澆注塑件的過程 用橡膠模澆注塑件的過程如圖9所示。首先對主劑塑料和固化劑進行計量，並分別置於真空裝置中進行抽氣。通過玻璃窗口確認其抽氣狀態，排出主劑和固化劑中水份和空氣。 打開橡膠模具，對型腔噴乙醇進行清洗。為便於脫模，再在型腔表面噴硅脫模劑。然後將兩半模對合，並在兩邊墊上墊板後用緊固帶將橡膠模緊固在一起，插上漏斗，即可進行澆注。 將已抽氣的主劑和固化劑混合攪拌（圖10）。再將混合料在真空中澆入橡膠模中（圖11）。 在停止減壓排氣作業後，由室內大氣壓將退出來的塑料擠入型腔中（圖12）。然後待塑料在模具中完全固化。若放在60溫中，則可加速固化。 開模時應先取下漏斗，鬆開緊固帶，然後拆去兩側墊板。用手工輕輕地將橡膠模沿分型面處打開。再從橡膠模中取出塑件（圖13）， 取出塑件後，首先去除澆口廢料。然後對分型面處的廢邊和去除澆口廢料後的部位進行精加工。 用橡膠模澆注成形的塑料及用途 基本上所有塑料均可用橡膠模澆注成形，如聚氨酯澆注塑料、環氧樹脂，以及聚酯塑料、丙烯酸酯塑料、聚乙烯塑料等。但橡膠模的滲透性很強，由於溶脹作用而使橡膠模具發生變形。因而，用橡膠模澆注成形的主要是聚氨酯和環氧樹脂兩種材料。最近開發了一種稱為BT樹脂的新材料。這種材料的性能非常適合於用橡膠模澆注成形，受到各方面的關注。 通常把澆注塑料分成以下3種類型。 1.硬質類 目前用得最多的是熱固性聚氨酯。大多被用於試製汽車內裝件及辦公室機器中的塑料零件。 2.透明類 這主要是用環氧樹脂製造的各種透明塑件。 3.軟質類 主要是各種設備中的橡膠零件。 橡膠模的特點 通過多年的使用，可將橡膠模的特點歸納如下。 1.使用壽命通常為成形2030件，最多可達到200件，能滿足試製新產品樣件數量的需要。 2.製模周期短，通常為13天。澆注一只塑件的時間約為2小時。因而在幾天之內即可提供塑料樣件。 3.由於在真空中澆注，所以塑件中的氣泡極少，可成形高精度塑件，並由於硅橡膠的收縮極小，因而複映性能極佳，可真實地複映木紋、皮紋等各種裝飾紋。 又由於硅橡膠具有一定的彈性，對於側面的淺槽可採用強迫脫模。 4.不會因壁厚不同而出現氣孔。還可成形壁厚為0.5mm的薄壁件。 5.可成形帶螺釘等金屬嵌件的塑件。 6.製作母型的材料多樣化。可在金屬、木材、塑料、石膏等材料中自由選擇。只是用木材製作母型時需進行填料處理。硅橡膠的硬化溫度是從室溫到60，因具有高耐熱性所以不必進行特殊加工，但澆注透明件時，母型表面必須達到鏡面。 7.可對澆注塑料色及對澆注件進行塗裝和真空電鍍。只要將澆注件在溶劑中進行蒸氣洗淨處理即可。 8.製作硅橡膠模具不需要特殊的熟練技術。 9.需減少模具的變形時，可用金屬嵌件對橡膠模進行增強。 10.由於硅橡膠模具隨溫度變化略有變動，因而必須進行嚴格的溫度控制。 真空澆注裝置 按使用目的選用裝置 1.新產品試製部門，其使用目的是為了快速製造樣機的極少量零件，降低樣機生產成本及保守新產品的設計秘密。 2.為客戶加工試製樣件的專業工廠，和現有手工操作加工樣件同時使用，以縮短樣件的交貨時間，降低生產成本。還可接受小批量生產的任務。 3.生產塑料製品的專業廠，為本廠開發新產品試製樣件或接受客戶訂貨後首先進行小批量試生產，以保証大批量生產時的產品質量，並以此作為接受多品種、小批量生產任務的一種加工手段。 真空澆注裝置類型 1.手工操作型 這是一種最基本的類型。塑料的計量、混合、澆注和脫模均用手工操作。這種類型多適用於試製項目生產數量少的場合。調換澆注塑料也比較方便。 2.手工操作加自動出料型 這是一種由手工操作加自動混料和出料裝置的類型。這種類型適用於生產數量較多或澆注件體積大而用料較多的場合。 3.半自動型 這是一種自動混合和定量出料後由手工操作澆注和脫模的類型。這種類型設備在換料以後必須對混合部分用溶劑進行清洗。它也具有手動功能。 4.全自動型 這是一種通過按鈕即可對塑料自動進行定量、混合、出料、澆注及出模，調換材料時能自動用溶劑進行清洗。這種類型適用於生產數量較多的場合。 用戶應充分掌握各種類型真空澆注裝置的使用特性，並根據試製品的數量，試製品的大小選擇合適的類型。目前，真空澆注裝置還在不斷完善，對各部份進行組合化，將更適合於用戶的需要。 使用實例 按鈕式電話機殼體 原來用手工加工10隻樣件的費用27,000美元。現改用橡膠模澆注成形後，製作母型的費用為2,700美元。製作硅橡膠模的費用2,600美元，澆注10隻樣件的總費用（材料費、人工費及使用設備費）共7,000美元。合計為12,300美元，降低成本的55%。 傳真機外殼 原來用手工加工10隻樣件的費用共40,000美元。改用橡膠模澆注成形後，製作母型的費用為4,000美元。製作橡膠模的費用為5,000美元，澆注10隻樣件的總費用為14,000