本文摘要：目前，在快速模具技術領域中最常使用的方法是以硅膠或金屬樹脂做為暫用模具的材料，其主要原因是硅膠具有良好的韌性與彈性，能夠翻制出結構復雜、花紋精細、無脫模斜度以及一些具有深凹槽的零件，金屬樹脂材料則可以替代鋼模或鋁模進行少量多樣的塑料注射成
目前，在快速模具技術領域中最常使用的方法是以硅膠或金屬樹脂做為暫用模具的材料，其主要原因是硅膠具有良好的韌性與彈性，能夠翻制出結構復雜、花紋精細、無脫模斜度以及一些具有深凹槽的零件，金屬樹脂材料則可以替代鋼模或鋁模進行少量多樣的塑料注射成型。
《制造技術與機床》(月刊)創刊于1951年，由中國機械工程學會和北京機床研究所主辦，是機床及機械制造領域專業技術期刊，本刊屬中文核心期刊，中國科技論文統計用刊和《中國學術期刊文摘》摘錄用期刊。主要欄目有：每期技術主題、專題專訪、國內外動態、綜述、設計與研究、工藝與檢測、汽車制造技術、制造業信息化、改裝與維修、功能部件、數控專欄、管理技術、產品與展品等。本刊全面反映中國機床及制造業市場的發展現狀及趨勢，及時報道全球業界資訊，是國內外企業把握行業發展脈搏和發布信息的有效平臺。本刊特別注重先進與實用相結合、理論與實踐相結合、技術與經濟相結合，已發展成為我國機械工業科技期刊中創刊早、發行量大、影響面廣的刊物之一。
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在這個競爭激烈的時代，如何縮短產品開發時間已成為各廠商亟待研究與解決的問題。誰能在最短時間內以最少的經費推出新產品，誰就能在這個競爭激烈的年代搶得先手，保持市場的領先優勢。而目前工業生產在其應用上，產品的開發流程通常可以分為三個階段，即設計、試制以及正式量產。然而在正式量產之前，各廠商常需要投入大量的時間、人力、物力、財力去解決設計、試制的問題，在試制完成之后又需要結合設計與實際情況對產品進行改進。若能在設計、試制階段節省開發時間及費用，則對于產品的時效性以及成本競爭性有極大的幫助，因此，快速原型技術是基于以上所述的因素發展起來的。
快速模具技術可以被視為快速原型技術的延伸，讓快速原型技術原有的在開發階段的優勢直接延續應用到生產上，運用快速模具技術可以快速的量產產品，從而能夠達到快速制造的目的。如果某些產品僅作為試探市場的產品，則可以在成本最小的情況下，進行小規模少量生產，借以了解消費者的需求情況。所以，快速原型技術在廠商生產過程中有重大的意義。
1 快速模具技術概況
快速模具技術的現狀可以分為兩方面來闡述，即直接制模法(直接快速模具)、間接制模法(間接快速模具)。
1.1 直接制模法
直接制模法是運用快速原型機直接制作出可以量產的模具的型芯，在此基礎上再進行后續的加工與處理，如：型芯加工、模座安裝、頂桿的制造等，獲得模具所要求的機械性能、尺寸精度和表面粗糙度，這樣就可以得到直接用于量產的模具。
目前，能夠直接制造金屬模具的快速原型工藝包括SLS、3D-Welding、SDM、3D-Welding等。直接制模法的技術涵蓋了直接生產能夠承受較高負荷的金屬材料工件或量產用模具，有許多企業與機構以采用該方法進行產品的研發或科研，如：DTM公司、Extrude Hone公司、EOS公司、Stanford大學及Opomet公司等。
盡管直接制模法有其獨特的優點，包括制造環節簡單、能夠充分的發揮快速原型技術等，對于那些需要復雜形狀內流道冷卻系統的模具與零件，采用直接制模法有著其他方法不能替代的優勢。但是，它在模具精度與性能控制方面有較大的難度，此外模具的尺寸也受到了較大的限制。
1.2 間接制模法
間接制模法是運用快速原型機制作出一個想要得到的產品外型的原型件，在此基礎上再經過翻制的過程得到模具。較之直接制模法，間接制模法通過快速原型技術與傳統的模具翻制技術相結合制造模具，由于這些成熟的翻制技術的多樣性，可以根據不同的應用要求，使用不同復雜程度和成本的工藝。一方面可以較好的控制模具的精度、表面質量、機械性能與使用壽命，另一方面也可以滿足經濟性的要求。
間接制模法的技術涵蓋了硅膠模具、精密鑄造、金屬樹脂、金屬噴涂模、3D System等。
2 快速模具技術現狀
對于快速模具和傳統模具的不同，可以從三個方面來考量，即：時效、成本、成型件精度。
2.1 時效
對于時效性，模具從設計到制造完成，傳統制造方法需要花費二至三個月時間。如果遇到較為復雜的模具，夾具的制作以及加工編程的復雜程度也會相應的增加，所需要花費的時間自然也增加。此外，對于一些無法使用刀具加工的部分需要制作電極采用CNC加工等。因此，傳統模具在制造模具方面將花費很多時間。
相對來說，快速原型件可以在短短的數小時內就完成加工，經過確認無誤后便可進行快速模具加工，并在精密脫蠟法制造過程中大概只需四天時間便能完成，從以上兩點便可以得出在模具加工階段便可節約不少時間。此外，在開模前若能采用一些模流分析軟件，如：Moldex、Moldflow軟件等，事先模擬注塑成型，除了可以節省試模時間外，更可以輔助設計人員正確的確定澆口的位置和數量，從而降低模具開發的失敗率。
2.2 成本
對于成本，傳統模具的制造在數控加工的過程中將會造成刀具損耗、產生廢料，尤其是在CNC加工的過程中，會大量消耗電極。相對的，快速模具制造時沒有電極消耗的問題，也不會有廢料的產生。而用價格來說的話，透明硅膠約為3～4萬元/t，金屬硅膠為9～11萬元/t，具有較好的經濟性。
2.3 成型件精度
對于成型件精度，傳統模具制造在數控加工的過程中，刀具的磨損、換刀以及多次裝夾等都會影響到模具精度。快速模具制造過程中，如果能夠妥善控制材料的收縮率，加工精度將能被有效的控制在一定的公差范圍內。
3 快速模具技術的應用
以下將舉例闡述國內外快速模具新技術的研究及應用，并對相應的應用及研究進行分析。
3.1 溫度感測硅膠快速模具技術
該項研究提出了一種可以對產品從澆注到凝固這段時間內，觀察其溫度變化，對硅膠模具進行溫度感測的方法。據研究結果顯示，將其應用于硅膠模具的研發具備其可行性，該項技術可以延伸至智能型金屬硅膠模具的制作。憑借熱電偶可以獲得產品在成型過程中的溫度變化情況，而溫度變化情況有助于提升3C產品用于注塑成型過程中的產品質量。
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