基于快速成型的手机壳硅胶模具制作

1、.基于快速成型的手机壳硅胶模具制作【摘 要】模具是现代工业生产中重要的工艺装备之一，本文基于rp原型的制造技术，介绍了快速成型和硅棣胶模技术及手机外壳硅胶模具的制作流程，对其中的关键工序进行了分析，对快速制造塑料件方法的优缺点进行了阐述。【关键词】硅胶模具；速成型；制造流程；塑料件0 前言硅胶模具制造是一种比较普及的快速模具制造方法。由于硅胶模具具有良好的柔性和弹性，能制造结构复杂、花纹精细、无拔模斜度，甚至倒拔模斜度以及具有深凹槽类的零件，因制造周期短，制件质量高而备受关注。目前用硅橡胶制造的弹性模具已用于代替金属模具生产蜡模、石膏模、陶瓷模、塑料件，及低熔点合金如铅、锌以及铅合金零件，并在

2、轻工、塑料、食品和仿古青铜器等行业的应用不断扩大，对产品的更新换代起到不可估量的作用，利用硅橡胶制造模具可以更好地发挥原型快速制模技术的优势。1 基 rp原型的硅橡胶模具制造工艺由于 rp（rapid prototyping ）技术生产出来的原型材料与硅橡胶不发生反应，制造过程中没有经过变形，也不会产.生褶皱，能够生产出与精密塑件一样的表面质量。利用rp原型制造硅橡胶软模的工艺流程为rp原型、型框制作、硅胶计量、真空脱泡、注入硅胶、硬化完成、取出母模、刀剖开模。对于批量不大的塑件生产，可以采用rp原型快速翻制的硅胶模具通过树脂材料的真空注型来实现，这样，能够显著缩短产品的制造时间，降低成本，提

3、高效率。对于没有细筋、小孔的一般零件，采用硅胶模具浇注树脂件可制造制品达到 50 件以上。采用硅胶模具进行树脂材料，真空注型的工艺流程为清理胶模、喷脱模剂、组合模具、树脂计量、脱泡混合、硬化、取制件、完成。1）清理硅胶模，预热模具。在进行树脂件浇注之前应进行必要的清理工作，例如，清除沟槽内的残留物，检查排气孔是否堵塞等。2）喷洒离型剂，组合硅胶模具。为了便于注型件从模具中取出，需要在模具型腔表面喷洒离型剂，特别要注意喷洒深沟槽、深孔等难以脱模处。喷洒完离型剂后，就可以将硅胶模组合起来。不过，对于透明材料的制件，不宜喷洒离型剂。3）计量树脂。树脂的重量通常根据原型的重量进行估算并根据浇注过程中材

4、料的盈余进行调整。根据规定的树脂.和硬化剂的配比即可算出所需树脂和硬化剂各自的重量。4）脱泡混合，真空注型。为了提高制件的致密程度和充填能力，需要将注塑环境抽真空，一方面，除去树脂和硬化剂中溶解的空气，另一方面，也抽去模具型腔中的空气。5）温室硬化，取出制件。将浇注完的模具从真空机中取出，放入恒温箱中进行硬化，硬化时间根据制件的大小和树脂类型的而定。待树脂制件在指定的温度和时间条件下完成固化后，便可以将其开模取出。6）制件后处理。制件完成后，还需要进行必要的后处理工作才能交付使用，如除去浇道、打磨、抛光、喷漆等。2 利用快速成型技术制作硅胶原型手机上盖的三维造型如图 1 所示，三维模型确定后，

5、用proe-4.0 将三维造型图分别保存为stl格式文件输出给rp系统，用分层实体制造（lom）技术直接制作出产品的原型。用快速成型制成的手机上盖原件如图2 所示。rp法制造的原型在其叠层断面之间一般存在台阶纹或缝隙，对原型经过表面后处理（包括打磨、防渗和强化处理等手段）以降低原型的表面粗糙度，提高原型的抗湿性、抗热性、尺寸稳定性和表面光洁度，这样就可作为硅橡胶模具的母样了。2.1 制作硅胶模具利用定型样件制作硅橡胶模的过程如下：1）彻底清洁定型样件，即快速原型零件；.2）用薄的透明胶带建立分模线；3）利用彩色、清洁胶纸将定型样件边缘围上，以作后期分模用；4）利用薄板围框，把定型样件固定在围框

6、内，必要时加注一些通风杆；5）计算硅橡胶、固化剂用量，称重，混合后放入真空注塑机中抽真空，并保持真空10min ；6）将抽真空后的硅橡胶倒人构建的围框内，然后将其放人压力罐内，在0.4-0.6mpa 压力下，保持15-30min 以排除混人其中的空气；7）取出后，送人固化炉，在60下固化 8-10h；8）待完全固化后，拆除围框，按分模边界切开硅橡胶；9）取走完全外露的定型样件，得到硅橡胶模。2.2 真空注塑硅橡胶模制作完成后，就可以采用反应成型方法进行真空注塑，对定型样件进行复制，得到小批量的塑料件，其过程如下：1）将硅橡胶模以胶带捆紧，并做一个浇口；2）将硅橡胶模置于操作平台上；3）根据零件

7、的大小计算并称量成型材料，并将其a、 b两组分分别放人两容器中；4）将容器 a 及 b 置于真空注塑机上方而硅橡胶模置于.下方，关门抽真空，并保持10min ；5）将 a、b 两容器中的组分混合，搅拌后沿浇口注人硅橡胶模， 并立即开启阿门加压至 0.1mpa，借助此压力使反应物料充满硅橡胶模；6）放人固化炉中固化1-2h 后，打开硅橡胶模得到塑料件；7）重复 1-6 的步骤，得到所需数量的塑料件。2.3 硅胶模具制造方法分析1）基于快速成形技术制造硅胶模具方法制造塑件具有成本低、周期短的特点，其制造周期一般为传统数控切削方法的 1/5-1/10，而成本仅为1/3-1/5，比较适合于产品试制和小批量生产。2）除用 rp原型零件快速复制塑件外，还可以用石膏、石墨、树脂、陶瓷、木材、金属等制造样件，也可以直接采用产品作样件，用该方法同样可以快速得到塑件。3）利用硅橡胶制造模具，可以更好地发挥rp 技术的优势。由于快速原型样件制造成本高、机械性能差、 耐温性低，使其直接利用受到了限制，利用快速原型零件制造硅橡胶模再复制出塑件，正好能够克服这些缺点。这种方法也存在一些问题，如硅橡胶模具强度低，硅橡胶在长期加热后产生收缩现象等，这些问题有待今后在实践中进一步完善解决。3 结束语.用 rp快速原型和硅橡胶模具技术相结合快速制造塑件，特别适合于多品种、 小批量生产， 该技术工艺简单， 成本低，是