增材制造技术应用项目教程（产品开发与原型制造）课件 模块五　产品部件快速复模

——5-1：硅橡胶模具制作快速复模流程制作硅橡胶模具实训任务任务描述知识目标（1）熟悉快速复模技术的流程；（2）掌握硅橡胶模具制作的方法。（3）掌握硅橡胶模具的相关材料用量计算技能目标（1）能够根据原版样件计算硅橡胶用量；（2）能够分析原版样件并作预处理；（3）能够根据原版样件尺寸计算硅橡胶模具的尺寸。素质目标（1）能够在工作过程中与小组其他成员合作、交流，养成团队合作意识，锻炼沟通能力；（2）养成7S的工作习惯。课程目标根据前期产品零部件分析与制定，由于“电吹风后盖”零件特征多且较精细，表面质量要求较高，因此通过快速复模技术进行零件的制作图1“电吹风后盖”零件二快速复模流程（1）模型处理；（2）围框制作；（3）硅胶计算与搅拌；（4）第一次脱泡处理；（5）硅胶浇筑；（6）第二次脱泡处理；（7）烤箱固化；（8）拆围框去飞边；（9）开模；（10）硅胶模具处理；（11）计算A、B料；（12）真空脱泡与搅拌；（13）真空浇注；（14）烤箱固化；（15）开模取件。图2硅胶复模流程图三制作硅橡胶模具1.零部件复模前处理（1）对模型表面喷涂一层薄薄的油漆（2）用胶带将模型通孔封死；（3）将一根25毫米长的ABS棒粘在模型侧面。图5固定支架图3工件喷涂图4封孔三制作硅橡胶模具2.硅橡胶模具围框制作（1）将工件固定在底板上；（2）在底板上画好围框位置；（3）将亚克力板放到线上，用热熔胶枪固定。图7标记位置图6固定零件图8围框制作三制作硅橡胶模具3.硅胶用量计算（1）硅胶模型的体积计算公式为：围框的长×宽×（模型高度+25+25）；（2）硅胶质量计算公式为：硅胶体积×硅胶密度，硅胶密度可查看材料说明。（3）实际硅胶用量为：硅胶模具成型质量+粘杯量，若粘杯量无法确定，可直接按硅胶模具成型质量的20%去算。图9围框尺寸计算原理图图10硅胶高度计算原理图三制作硅橡胶模具3.硅胶用量计算硅胶与固化剂的混合比例在材料的说明书上有表明，如操作使用的硅胶固化比例为10:1，则硅胶与固化剂用量如下：实际硅胶总质量×10/11=硅胶质量；实际硅胶总质量×1/11=固化剂质量。图11硅胶测量图12固化剂测量三制作硅橡胶模具4.硅胶搅拌固化剂倒入硅胶中后需马上搅拌，搅拌时，棍子一定要沿着四周杯壁贴紧底面，保证搅拌均匀，500克硅胶搅拌需5-7分钟，搅拌好后，硅胶呈现浑浊，乳白色状态。图13搅拌硅胶三制作硅橡胶模具5.初次脱泡硅胶搅拌好后，放入真空机内，抽真空，在真空环境下，硅胶里面的气泡将会溢出，该过程称之为脱泡。抽真空时，若硅胶要溢出围框，则要快速将气阀打开，使气泡下降，当硅胶往上升到一定幅度时，真空机在持续抽真空状态下，突然迅速下降到一个高度，即可判断脱泡完成。图14硅胶放入真空机图15脱泡图16脱泡完成三制作硅橡胶模具6.硅胶浇注硅胶第一次脱泡好后，将硅胶倒入围框中，倒入时，硅胶不能直冲模型，直冲模型会导致模型脱落或位移，应从模型四周倒入，硅胶会向工件底部流动。图17硅胶倒入围框图18硅胶向模型底部流动图19硅胶将模型完全覆盖三制作硅橡胶模具7.再次脱泡硅胶倒入围框中后，放入真空机，抽真空，进行再次脱泡处理，再次脱泡时间不能过长，时间在3-5分钟就要结束，操作和初次脱泡一样。图20开始二次脱泡图21硅胶膨胀图22脱泡完成三制作硅橡胶模具8.硅胶固化再次脱泡结束后，放到烤箱内50度烘烤3-4小时，硅胶模具制作完成。图23

烤箱三制作硅橡胶模具9.拆围框硅胶模具制造完成后，将硅胶模具的围框拆除。图24拆围框图25围框拆除完成三制作硅橡胶模具10.去飞边硅胶模具围框拆除，将模具上的飞边去除。图26去飞边图27飞边去除完成三制作硅橡胶模具11.画分模线开模时，为了分模效果到达最佳，需要一条辅助的分模线，分模型线做法如下：（1）观察模具内侧工件分型面在什么位置；（2）在分型面所在平面，沿着模具外侧画一圈分模线。图28画分模线三制作硅橡胶模具12.割波浪线用手术刀沿着分模线进刀，首刀切入大约为10mm，纹路为波浪线，刀尖走直线、刀尾走波浪，走完一圈。图29割波浪线三制作硅橡胶模具13.取件用竹签将模具撑开，然后将工件取出。图30取件四实训任务1.任务说明实训器材电吹风后盖、快速模具制造机KW-EMR-500、电动搅拌机、电子秤、美工刀、开模钳、一次性手套、一次性口罩、若干块亚克力板、若干根细小ABS棒、胶水。

作业准备启动快速模具制造机、启动电动搅拌机、启动电子秤、穿戴一次性手套、佩戴口罩。四实训任务2.操作步骤零部件复模前处理硅橡胶模具围框制作硅橡胶材料调制与倒注抽真空排气泡处理硅橡胶模具固化与分模图31零件图32围框——5-2：产品部件复模注型熔融沉积成形（FDM）工艺立体光固化成形（SLA）工艺典型基础增材工艺比较任务描述实训任务知识目标（1）熟悉产品复模注型的操作流程；（2）掌握注型材料的计算方法与配比。（3）掌握复模注型操作的技巧技能目标（1）能够根据原型计算注型材料的用量；（2）熟练操作设备进行真空注型操作；（3）能够开模取件并作产品后处理。素质目标（1）能够在工作过程中与小组其他成员合作、交流，养成团队合作意识，锻炼沟通能力；（2）养成7S的工作习惯。课程目标根据前期制作的硅橡胶模具，通过注型材料，使用快速模具制造机进行产品的复模注型制作，注型制作完成后通过后处理得到与原型一致的产品复模件图1“电吹风后盖”零件二复模注型操作1.硅橡胶模具预处理图2模具合模与紧固步骤一：使用气枪将硅橡胶模具型腔中的废屑和灰尘清除干净。步骤二：硅橡胶模具型腔喷涂脱模剂，使用透明胶带将模具合模并紧固，如图2所示。步骤三：将硅橡胶模具放入恒温烤箱恒温90-100℃烘烤90分钟以上，后期可提高注型材料的固化速度，缩短固化时间。二复模注型操作2.注型材料用量计算与称量图3称量注型材料根据副件材质要求，称量原型重量计算注型材料用量，称量注型材料，二复模注型操作3.注型材料混合与浇注图4材料混合与浇注将注型材料放入快速模具制造机中，真空状态下混合搅拌，沿着模具浇注口进行浇注，直至注型材料注入硅橡胶模具型腔中。二复模注型操作4.固化与开模取件图5取出固化注型件等待注型材料固化成形，固化后拆开硅橡胶模具取出成形件二复模注型操作5.注型件后处理图6注型件注型后的零件需要进一步后处理，需要将浇注口去除以及表面飞边打磨。三实训任务1.任务说明实训器材电吹风后盖、快速模具制造机KW-EMR-500、电子秤、美工刀、一次性手套、一次性口罩、剪钳、刮刀。作业准备启动快速模具制造机、启动电子秤、穿戴一次性手套、佩戴口罩。三实训任务2.硅橡胶模具预处理1）硅橡胶模具合模。使用脱模剂朝向模具型腔进行喷涂，沿着分模线将模具对准合上，使用透明胶带包裹模具进行紧固，如图7所示。胶带在模具顶部制作出围边，防止注型过程中材料溢出，如图8所示。紧固完成后，使用美工刀或剪刀将封闭的浇注口割开，留出浇注流道，如图9所示。图7

胶带包裹模具图8制作防溢围边图9留出浇注流道三实训任务2.硅橡胶模具预处理2）硅橡胶模具预热。将处理好的模具放入恒温烤箱在90-100℃烘烤90分钟，使其达到注型材料的反应条件图10硅橡胶模具预热三实训任务3.注型材料用量计算与称量1）注型材料的选用“电吹风后壳”零件材质需满足四点要求，分别是①具备优良的力学性能；②具备优良的耐热性；③具备优异的绝缘性能；④具备优良的耐气候性和耐摩擦性。综上考虑，“电吹风后壳”零件采用类AB注型材料（以下简称“AB料”），型号为8015A和8015B。图11AB料三实训任务3.注型材料用量计算与称量2）AB料用量称取AB料用量取决于原版样件的重量以及预留的粘杯量，根据电子秤称量原版样件重量为90g。由于重量较轻，因此粘杯量可预留原版样件一倍的量，即材料总量为180-200g。根据AB料的配比为100：200，计算得出A料为60-63g，B料为120-126g。按照计算的材料用量，使用电子秤分别称量A料与B料。图13称量B料图12称量A料三实训任务4.注型材料混合与浇注将完成称量的AB料和预热的硅橡胶模具放至快速模具制造机的相应位置，如图14所示。通过倒料迅速混合搅拌（尽量在半分钟内完成搅拌，否则反应固化会造成报废），同时开启抽真空，如图15所示。真空状态下通过负压，将注型材料真空状态下填充满模具型腔，如图16所示。待材料填充满后排气恢复舱内大气压，完成真空注型操作。图14放置材料与模具图16真空浇注材料图15材料混合搅拌三实训任务5.固化