工艺过程对快速模具成型制品尺寸精度的影响研究

摘要

当前国内外对于快速原型制造技术(RapidPrototyping&Manufacturing，RP&M)和快速制模技术(RapidTooling，RT)的研究仅局限于在各个具体工艺步骤的可靠性、精度和质量的探讨上；而对基于RP&M技术的RT精度及快速模具成型制品尺寸精度方面的整体研究较少。针对这种状况，本文以实验为基础，系统研究了基于RP&M技术快速制模工艺以及用快速模具浇注树脂制品的工艺过程；比较分析了石膏模具、玻璃钢模具和硅橡胶模具三种制模方法的优缺点。重点研究了硅橡胶模具的制作工艺及制作中的关键技术，提出了一些能有效地提高模具制作精度和质量的措施。研究了采用硅胶模快速浇注树脂制品的工艺过程，并分析了树脂浇注制品的常见缺陷及其产生原因，给出了提高树脂制品浇注质量和精度的措施。 为了定性分析RT工艺过程中各因素对快速模具成型制品尺寸精度的影响，本文以正交实验为基础，通过建构浇注制品的结构模型，并实验制作快速硅胶模及浇注树脂制品，以最终制品的尺寸数据为依据，系统研究了RT工艺过程中各因素对快速模具成型制品尺寸精度的影响，说明了各因素对制品尺寸收缩的影响趋势，并对其原因做了详细分析。分类分析了从RP原型到硅橡胶模具及树脂制品浇注整个工艺过程的尺寸误差，并给出了相应的改进措施。 本文以快速硅胶模成型制品尺寸精度的整体研究为目标，从最终树脂制品尺寸精度出发，在优化各工艺环节、提高制作精度的基础上，研究了整个RT工艺过程中尺寸误差的累积效应。根据快速模具制造系统的精度闭环控制原理，提出了相应的尺寸补偿方式，以提高模具成型制品的尺寸精度，并通过实验验证。