通过立体光刻快速加工获得近距离观察

大约两年前，复合立体光刻(SL)树脂被引入市场，提供了传统SL树脂所不能提供的性能特性。特别是，这些高填充树脂的高热变形温度(>500°F)和高刚度为几种新的快速成型(RP)应用打开了大门，包括风洞测试建模和最近的快速模具。

在快速模具应用中，由复合SL树脂制成的模具已经能够一次成功地用bet188娱乐城ABS、聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、热塑性弹性体和33%玻璃填充尼龙等塑料材料生产数百个注塑零件。根据零件的几何形状，与加工金属模具相比，使用这些复合模具可以节省时间和成本。bet188娱乐城

然而，通过立体光刻技术进行快速加工仍然是一项新技术，在刀具尺寸和几何尺寸限制、刀具寿命和尺寸稳定性方面仍存在许多问题。为了解决这些问题，来自全国各地的快速成型和快速模具行业的主要参与者最近参加了由全球SL树脂供应商发起的快速模具圆桌会议。

圆桌会议目前正在完成第一个对照研究，以更好地评估SL快速模具技术在构建参数和成型部件方面的准确性和可靠性，并与其他快速模具方法相比，评估其成本效益。bet188娱乐城第一阶段的发现报告在这里。

背景:通过立体光刻创建复合模具bet188娱乐城

立体光刻是一种附加工艺，通过一桶光固化液体树脂和激光，将计算机(CAD)图像生长为物理3-D对象。当激光在容器中绘制图像的每个连续横截面时，树脂从下往上一层一层地固化。

层厚度范围从0.002“到0.006”，这取决于所使用的设备和激光的类型。层厚度越小，分辨率越高——尽管构建时间越长。例如，0.002“层厚的零件可能需要9个多小时来制造，而0.006”层厚的零件只需4个小时。只要可能，建议使用0.004英寸或更大的厚度。

在构建复合SL模具后，需要进行后处理。bet188娱乐城将零件从缸中取出，用溶剂清洗，以去除可能粘附在模具表面的任何多余的未固化液体树脂。bet188娱乐城然后，模bet188娱乐城具在紫外光照射的腔室中进行后期固化，每面大约30分钟，之后就可以进行整理了。

SL复合模具的精加工可以使用常规方法完成，如机械加工bet188娱乐城，研磨或手工砂光(湿式或干式)。如果需要大量的加工，建议使用硬质合金工具。洗洁精和水的混合物作为切削液效果很好。为了精确起见，还建议将弹射销、芯销等孔直接建在模具半部分。bet188娱乐城它们应该稍微小一点，然后扩孔到完美的尺寸。

SL复合模具的好处bet188娱乐城

通过立体平版印刷制造的零件目前被用作概念模型，适合和功能原型，铸造聚氨酯模具的图案，现在是快速加工。bet188娱乐城对于模具bet188娱乐城制造商来说，立体光刻工艺有几个好处。除了需要最少的劳动(一旦CAD文件被加载到系统中，构建过程就完全自动化了)，通过立体平版印刷获得的分辨率(以及因此获得的细节)非常出色。难以加工的细节可以很容易地构建到SL模具中bet188娱乐城(参见图1)。

另一个好处是SL机器平台的大小，范围从10“x10”到20“x20”;因此，允许同时构建多个模具镶件，或手动加载镶件与芯和型腔一bet188娱乐城起构建，以提高模具车间的效率。

快速模具圆桌研究的第一阶段:准备SL模具bet188娱乐城

在快速工装圆桌开发计划的第一阶段，小组设计了一个小的、简单的但具有代表性的部件(见图2)．利用该零件设计，通过立体平版印刷、数控加工和环氧bet188娱乐城浇注等多种加工方法制作模具。然后，每一套工具将用于注塑模具零件的ABS，之后，零件的质量，尺寸稳定性，周期时间和刀具寿bet188娱乐城命将被仔细测量。

模具镶件bet188娱乐城适合于带有内置冷却通道的多单元模具底座，如果要加工刀具，特别是在肋部边缘，则需要电火花加工。由于这些边缘的锐度和深度(5/16”)，加工它们所需的钻头很容易断裂;然而，这些特征对于立体光刻来说都不是问题。肋骨将与模具的其余部分一起直接生长，从而节省了这一步。bet188娱乐城

此外，为了研究共形冷却通道对复合SL树脂模具的影响，对原模具CAD文件进行了调整，增加了冷却通道。bet188娱乐城1/8“直径通道是建立在“A”和“B”半U形和间隔1/8“从底部边缘的部分设计。最初担心冷却通道是否建造得太接近零件设计，并可能导致塑料压力破坏模具，这是没有根据的。bet188娱乐城

初步注射成型试验结果bet188娱乐城

复合SL树脂的第一次注射成型试验的结果是使用黑色ABS塑料在由bet188娱乐城坚固、坚硬的纳米复合SL树脂Nanoform制成的模具中完成的(见图3)．这些有冷却通道的模具的循环时间约为60秒。bet188娱乐城制作模具、完成模具和进行注塑模具试验所需的总时间为四天。bet188娱乐城

首先要注意的是，在使零件从模具中弹出后继续冷却时所需要的注意事项。bet188娱乐城由于使用的设计，腿倾向于向内扭曲。然而，注塑机注意到，在加工工具的情况下，这种行为是相同的。bet188娱乐城为了尽量减少翘曲，将零件放置在固定夹具上，直到完全凝固。

总共有200多个零件是注塑成型的。bet188娱乐城试验在此停止，以便检查模具，同时评估零件质量和尺寸稳定性。bet188娱乐城生产的200个部件全部为合格的功能部件。从美学上看，沿零件边缘没有明显的闪光，翘曲是最小的(见图4)．

然而，其他领域出现了一些缺陷。最值得注意的是，其中一条腿的边缘有模具上残留的痕迹。bet188娱乐城经鉴定，残留物来自所使用的脱模剂。bet188娱乐城用刷子涂上这种特殊的脱模剂，然后在模具上烘烤。bet188娱乐城如果它在烘烤前聚集在模具的任何裂缝或缝隙中，它将在成品零件中产生这种类型的缺陷。bet188娱乐城替代脱模剂的研究正在进行中。bet188娱乐城

随着其他模具随后进bet188娱乐城行测试，它们将与这里提供的信息进行比较，并发表在另一篇论文中。

结论

自2003年引入复合SL树脂以来，通过立体光刻技术快速加工已经取得了越来越大的成功。模具行业专家的圆桌会议正在对该技术的可行性进行进一步调查。该小组进行的第一次成功的成型试验使用了由坚bet188娱乐城固、坚硬的纳米复合SL树脂制成的模具镶件。制作模具、完成模具和进行注塑模具试验所需的时间为四天。bet188娱乐城该复合工具的更多变体试验即将进行。