关于汽车零部件快速开发制造下的硅橡胶模具探讨

2023-01-24

随着制造业的不断发展, 在快速开发制造下企业的硅橡胶模具提升了其自身的竞争能力, 其具有室温硫化硅和高温硫化硅模具两种方式, 但是在工艺制造过程中, 尚且存在较多的问题, 影响整体的发展进程[1], 因此, 探究汽车零部件快速开发制造下的硅橡胶模具解决方案具有重要的意义。

1. 硅橡胶模具

1.1 模具工艺及特点

在快速开发制造环境下, 常温硅橡胶模具的成本为60-200元左右, 制作周期为1-2d, 模具使用寿命为10-15次;高温硫化硅成本为75-250元左右, 制作周期为2d, 寿命为200-500次[2]。

第一, 在模具的设计中, 其工艺流程如下: (1) 追被母模原型。通常采用RP原型; (2) 制作框架来固定模型; (3) 计算和称量原料, 按照对应的比例混合; (4) 去除材料中的气泡; (5) 浇筑和固化; (6) 合模; (7) 计算树脂, 根据其配比原料, 计算原料的质量。 (8) 在真空环境中注型; (9) 在常温下硬化后取出原型; (10) 后处理, 包括打磨、抛光以及喷漆等。

第二, 模具特点如下: (1) 硅橡胶模具具有制作周期短的特点, 根据CAD文件, 可以在几天内制作成功, 并且相比于传统金属芯盒制作模式, 其生产时间明显缩短; (2) 成本低。其生产成本仅仅为金属模板的1/5左右; (3) 弹性好, 在设计中, 可以展现母模的特征, 不会降低精度; (4) 切割性好, 运用刀片可以轻松切开模具。

在模具的应用中, 其同样具有自身的缺点, (1) 难以应用于热注射成型; (2) 对于具有尖锐边缘的物体, 设计数量相对较少。

2. 汽车零部件快速开发制造下的硅橡胶模具制造问题及解决方案

2.1 降低材料用量及成本

在制作中型以上的硅橡胶模具时, 其制作成本相对较高, 因而在设计的过程中, 需要注意以下几点原则:第一, 在制作小型模具时, 其具有较高的撕裂强度, 部分非受力的部位厚度可以增加到5mm左右, 这样可以建立很短的支撑, 在制作过程中, 虽然仅仅浇筑了一层硅橡胶, 但是达到了相应的强度需求, 可以保证产品的整体质量, 同时降低了对材料的应用[3]。第二, 在设计的过车鞥中, 可以适当的选择模具的放置形式以及浇冒口的位置, 这样可以降低整体的高度, 继而可以在一定程度上降低成本。在制作过程中, 对于大型的模型, 可以采用3D软件切割的方式来设计3D模型, 之后运用SLS制作原型, 这样可以有效的节约成本, 同时在设计过程中, 可以降低模型的变形, 因此, 在大型产品的拼接中, 需要根据实际情况确定模具的生产。

2.2 降低零部件变形

在汽车零部件快速开发制造下的硅橡胶模具设计中, 需要尽量的降低模具的变形, 在设计过程中, 需要保证模具的温度在70℃左右, 需要对其进行预热处理, 如果温度达不到需求, 必然会产生翘曲, 同时在设计过程中, 硅橡胶的导热性能较差, 难以保证温度的均匀, 因而在设计的过程中, 需要根据实际情况进行合理的开发。

2.3 保证模具的性能

在保证模型性能的情况下, 分聚氨酯的性能与材料接近, 并且具有较好的流动性和操作性, 同时在设计的过程中, 需要保证其浇筑的牌号或者调节配方, 这样可以提升需求材料的性能。在开发过程中, 发现其存在相应部分易损坏的现象, 并且浇筑过程中不易填满, 需要按照恰当的浇筑方向来进行设计, 另外, 在设计过程中, 保证合理的配比可以提升其强度和性能。

2.4 保证零部件精度

在硅橡胶模型的应用开发中, 其精度通常在25-30C/100mm左右, 如果尺寸出现偏差, 将会对整体质量造成一定的影响, 并且可以通过人工的方式来保证装配质量。其主要表现在以下几个方面:第一, 温度的控制, 在设计过程中, 需要保证加热和保温温度, 如果温度变化过大, 则会造成零部件的变形;第二, 对于材料的选择, 需要尽量选择291硅胶293固化剂, 以此来提升零部件的精度。

3. 结语

在本文的设计中, 以汽车零部件的设计为例, 对硅橡胶模具的工艺进行分析, 在探究其原理及特点的基础上, 分析了其快速开发过程中常见问题, 包括成本、变形、精度以及材料性能等问题, 希望通过本文的分析, 汽车零部件企业在发展过程中, 可以合理的应用硅橡胶模具, 同时在快速开发的过程中, 可以根据实际情况, 制定提升精度的方案。

摘要:在汽车零部件的快速开发制造下, 采用硅橡胶模具可以提升整体质量和精度, 但是在设计过程中, 同样具有较多的问题。本文主要探究降低制作成本、提升热效率、提升零部件的精度以及延长使用寿命等问题, 希望通过本文的分析, 企业在汽车零部件的制造过程中, 可以加强对快速开发制造下的硅橡胶模具的应用。

关键词:汽车零部件,快速开发制造,硅橡胶模具

参考文献

[1] 张宗广, 张勇.用于制造陶瓷型硅橡胶模具的快速制造[J].模具制造, 2016, (03) :79-81.

[2] 郭会敏, 冯苏鹏.硅橡胶模具在艺术铸造行业的应用[J].中国铸造装备与技术, 2014, (02) :68-69.

[3] 孙幼红.模具硅橡胶用于快速模具制作的研究[J].玻璃钢/复合材料, 2010, (03) :56-58.