智能金属电弧喷涂快速制模系统

电弧喷涂制模的思想起源于20世纪60年代提出的净形热喷涂成型(Net-shapethermalsprayforming)，

基本过程是将熔化的金属雾化，高速喷射沉积于基体上，所获制件的形状与基体相对应，是一种集材料制备与成形于一体的制造方法。电弧喷涂制造模具的最初构想就是在塑料制品原型或木材、蜡、石膏等模型上喷涂一定厚度的金属涂层，然后把涂层从基体上取下来，这就得到了可以复制原模型的模具型腔。这种技术具有制模工艺简单，制作周期短，模具成本低等显著特点，特别适用小批量、多品种的生产使用。 电弧喷涂的工序大致可以分为五个步骤:

清理模型表面、刷脱模剂模型可由许多材料制成，包括木材、塑料、石膏、橡胶等。模型准备个最主要的是涂抹脱模剂。脱棋剂在制模中的作用是两个:首先，它对喷涂到基体上的金属颗粒育粘结作用，否则金属颗粒将不能牢固地吸附在模具表面而易脱落:其次，防止金属涂层对模型的过热烧损、变形、粘附，起到隔热、脱模的作用。将脱模剂均匀地涂在模型表面，并使其干燥成膜。

待脱模剂干燥以后，在最佳的喷涂参数情况下，可以开始在模型上喷涂金属，喷涂时应保证使喷枪连续运动，防止涂层过热变形，涂层厚度一般可控制在2-3mm。

如果模具在工作中要受到内压力或模具必须安装在成型机上工作，模具必须有骨架结构且制成的骨架应带有填料。模具框架制作应注意两个问题:第一，使模具框架材料与涂层材料以及填料的热膨胀性能相匹配:第二，框架的外形尺寸及注射口的选择要根据具体的注射塑机型号确定。

由于在塑料制品生产中，要求模具有良好的导热、散热能力，因此在选择浇注填充材料时，应使填充材料具有较高的热导率和较低的凝固收缩率，同时模具在一定的温度和压力下工作，所以要求填充材料应具有较高的执比强度和耐磨性能。一般地择的填充材料为环氧树脂与铝粉、铝颗粒等金属粉末的混合物环氧树脂使浇注材料喷涂壳体、模具框架有很高的结合强度，有色金属粉末可以提高模具的导热性能，为提高模具的抗磨损性能可在填料中加入铁粉，另外在浇注填充材料时刻安放冷却管，加强模具的散热性能.

如果在模型准备阶段做得比较合适，脱模不会很困难。脱模后要把残留在金属涂层表面的脱模剂清洗干净。然后再根掘不同的需要，可以对模具进行抛光等后期制作。先把模型按上、下模的分型面准确地放置在底板上，并用毛刷在模刑表血均匀地棕一层脱模剂;待脱模剂成膜后，在模型表面开始喷涂金属，一直达到所需的涂层厚度为止;把准备好的金属框架放好，框架与底板之间必须密封，这样在倒入境料时才不会泄漏，然后浇注填充材料;待浇注液固化后，将半模倒转，移去底板和可塑性材料。

环氧树脂快速制模借用金属浇注方法，将已准备好的浇注原料(树脂均匀掺入添加剂)注入一定的

环氧树脂快速制模

型腔中使其固化(完成聚合或缩聚反应)，从而得到模具的方法。环氧树脂快速制模一般采用常温、常压条件下的静态浇注，固化后无须或仅需少量的切削加工，仅根据模具情况对外形略作修整。直接在快速原型母模上浇注专门树脂的快速制模方法，不像传统金属模具的制作需要高精密的设备进行机加工，大大节省了模具制作的时间和花费。

(1)模型准备当原型用作制模模型时，必须考虑到模具制造的一些具体问题。首先，真实功能零件制造中可能存在材料的收缩，因此，原型的形状和尺寸应该适当修正以补偿材料收缩引起的变形。另一个问题是由制模方法所决定的，用于制造环氧树脂模具的快速原型应带有适当的拔模斜度。

(2)底座制作并固定原型底座的制作要保证与模型及分型面相吻合，底座可以由一些容易刻凿的材料像木材、金属、塑料、玻璃、石膏、甚至耐火泥制作。

(3)涂脱模剂脱模剂应该涂得尽可能地薄，并且尽可能均匀地涂2~3遍。然而，起增强作用的金属模框和一些镶嵌件不能涂脱模剂。有时，为了使其与环氧树脂连接更好，还应打磨其表面，或将其作为镶嵌结构。将环氧树脂与固化剂和填料及附加物金属粉末等均匀混合，混合过程中必须仔细搅拌，尽可能地防止混进气体。采用真空混料机可以有效地防止气体的混入

(4)浇注树脂应掌握浇注速度尽量均匀，并尽可能使环氧树脂混合料从模框的最低点进入。搭建另一半模具的模框，喷洒脱膜剂，同样过程浇注另一半模具。

(5)取出底座并进行另一半模的制作待树脂混合物基本固化后，将模具小心地翻转过来并移走底座，搭建另一半模的框架，喷洒脱模剂，采用同样的过程浇注另一半模具。

(6)树脂硬化并脱模待树脂完全固化后，移走型框，将上下半模放入后处理的炉子内加热并保温，环氧树脂的硬化过程可以在一定压力下进行。实践证实，压力条件下进行硬化可以防止气孔的产生，并可提高材料的致密度以及模具的精度和表面的光洁度。由于光固化树脂的力学性能较低，而且大部分做成中空结构(为了提高制造速度并节约树脂材料)，因此压力不能太高。硬化过程最好在60℃以下，因为光固化树脂材料的玻璃化转变温度一般在60~80℃之间。当环氧树脂完全硬化后，采用顶模杆或专用起模装置将原型从树脂模具中取出。

(7)模具修整并组装如果环氧树脂模具上存在个别小的缺陷，可以进行手工修整。便可以与标准的或预先设计并加工好的模架进行装配，完成环氧树脂模具的制作，交付使用。