CN117261060A - 一种环氧树脂固化成型模具制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种环氧树脂固化成型用模具制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，根据模具尺寸结构，生成三维模型，对模型添加辅助支撑结构后进行切片处理，形成激光扫描路径，输入激光快速成型系统中；步骤2：选用PS粉末进行激光快速烧结成型，通过工艺保证烧结样品有较好的层间结合强度和低的孔隙率；步骤3：将成型产品整体浸入修补蜡并缓慢翻转，使渗蜡完全、均匀，使用工具进行抛光打磨，提高表面光洁度及尺寸精度；步骤4：模具由多个部件构成的，将多个部件按结构组合到一起，使用粘结蜡进行加固，形成最终模具，具有制作方便、周期短、表面光洁度高、易脱模等突出优点。
Description
技术领域
本发明涉及模具材料及制备工艺领域，具体涉及一种环氧树脂固化成型用模具制备方法。
背景技术
某工程领域使用的环氧树脂基复合材料壳体由高强度环氧树脂及功能性金属颗粒经混合、浇注、排气、固化等工序制造而成，其中环氧树脂起到填充成型和强度支撑的作用。对于大尺寸、薄壁异形环氧树脂复合材料壳体来说，壳体制备成功与否主要取决于固化成型模具，一方面必须满足环氧胶浇注成型和易脱模的要求，另一方面希望模具加工周期短、重量轻、制作方便。
环氧树脂属于室温固化成型材料，其成型模具通常可以选择传统的金属材料模具、树脂/尼龙材料模具等常见的成型模具材料。金属模具能够重复使用，但是模具结构复杂、加工周期长、重量大、价格高，最大的缺点在于环氧胶与金属模具产生粘接，无法顺利脱模；塑料材质的模具加工周期短、重量轻、制作方便、结构简单，但同样存在粘接脱模问题，另外塑料易变形，无法保证尺寸精度。因此针对环氧树脂产品的固化成型，传统模具材料容易与环氧胶发生粘接而难以脱模，也存在着加工周期长、重量大、模具复杂等不足。
发明内容
本发明的目的主要解决并提供一种采环氧树脂固化成型模具制备方法，具有制作方便、周期短、表面光洁度高、易脱模突出优点。
本发明的技术方案是：一种环氧树脂固化成型用模具制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：模型处理，根据模具尺寸结构，生成三维模型，对模型添加辅助支撑结构后进行切片处理，形成激光扫描路径，输入激光快速成型系统中；
步骤2：激光烧结，选用PS粉末进行激光快速烧结成型，通过工艺保证烧结样品有较好的层间结合强度和低的孔隙率；
步骤3：蜡化及修整，将成型产品整体浸入修补蜡并缓慢翻转，使渗蜡完全、均匀，使用工具进行抛光打磨，提高表面光洁度及尺寸精度；
步骤4：组型，模具由多个部件构成的，将多个部件按结构组合到一起，使用粘结蜡进行加固，形成最终模具。
进一步改进方案：所述的PS粉末粒度在100～200目，打印功率20～35W，打印速度2～5m/s，打印层厚0.2～0.3mm。
进一步改进方案：所述的修补蜡，蜡液使用温度60±5℃，
进一步改进方案：所述的工具包括刮刀、纱布等工具对修补蜡进行抛磨，最终蜡层厚度不大于0.5mm。
进一步改进方案：所述的粘接蜡将模具组合在一起，粘接蜡的蜡液使用温度85±5℃。
最后：所述的最终模具尺寸精度不低于±0.3mm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益性技术特点：本发明提供的环氧树脂固化成型用模具能够按照所需产品尺寸精确、快速制造出具有复杂内外结构及浇注系统的模具产品，并且整体具有一定强度和耐热性，保证使用过程中不变形、不破裂。该模具为一次性使用，待浇注环氧树脂完全固化后，可以通过四氯化碳浸泡和手工清除等多种方式很容易将模具与浇注产品剥离，模具与环氧树脂材料无粘连，环氧树脂产品表面光洁，尺寸精度较高，无需再次加工。
附图说明
图1为本发明的模具结构立体图，
图2为本发明的模具实物图，
图3为本发明的模具结构剖视图，
图4为本发明的模具实物图，
图5为本发明的产品立体图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明专利的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明专利，但不能用来限制本发明专利的范围。在本发明专利的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明专利的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明专利中的具体含义。
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
①模型处理：进行模具设计，生成三维模型。按实际需求将模具分为内模、外模和底座三部分。对模型进行切片处理，形成激光扫描路径，输入激光快速成型系统中。
②激光成型：选用PS粉末进行激光快速烧结成型，其中PS粉末粒度140目，打印功率30W，打印速度3m/s，打印层厚0.2mm。
③蜡化及修整：将打印完成的内模、外模和底座分别进行浸蜡处理，成型产品整体浸入65℃的修补蜡蜡液中缓慢翻转，使渗蜡完全、均匀。取出产品后使用刮刀、纱布等工具抛磨，使蜡层均匀填充到模具表面颗粒间隙中，控制蜡层厚度在0.3mm以下。
④组型：将内模、外模和底座装配到一起，通过辅助定位装置保证装配精度，使用加热到85℃的粘结蜡进行加固，冷却后形成最终模具。检验该模具内腔尺寸精度为±0.3mm。
选择激光快速成型技术已经在许多行业得到了广泛的应用，特别对于多规格小批量以及不规则形状的树脂、尼龙、金属材料产品来说，利用激光快速成型技术能够省去制作模具的工序，从而大幅度缩短制造流程、降低成本，并且使得制造工序变得简单。激光快速成型技术也同样适用于室温浇注固化成型产品用模具的设计和制造，能够按照目标尺寸精确、快速制造出具有复杂内外结构及连接系统的模具产品，相对于传统模具制造工艺有巨大的优势。
Claims (6)
1.一种环氧树脂固化成型用模具制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：模型处理，根据模具尺寸结构，生成三维模型，对模型添加辅助支撑结构后进行切片处理，形成激光扫描路径，输入激光快速成型系统中；
步骤2：激光烧结，选用PS粉末进行激光快速烧结成型，通过工艺保证烧结样品有较好的层间结合强度和低的孔隙率；
步骤3：蜡化及修整，将成型产品整体浸入修补蜡并缓慢翻转，使渗蜡完全、均匀，使用工具进行抛光打磨，提高表面光洁度及尺寸精度；
步骤4：组型，模具由多个部件构成的，将多个部件按结构组合到一起，使用粘结蜡进行加固，形成最终模具。
2.根据权利要求1所述的一种环氧树脂固化成型模具制备方法，其特征在于所述步骤1中的PS粉末粒度在100～200目，打印功率20～35W，打印速度2～5m/s，打印层厚0.2～0.3mm。
3.根据权利要求1所述的一种环氧树脂固化成型模具的制备方法，其特征在于所述步骤3中的修补蜡，蜡液使用温度60±5℃。
4.根据权利要求1所述的一种环氧树脂固化成型模具的制备方法，其特征在于所述步骤3中的工具包括刮刀、纱布工具对修补蜡进行抛磨，最终蜡层厚度不大于0.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种环氧树脂固化成型模具制备方法，其特征在于所述步骤4中的粘接蜡将模具组合在一起，粘接蜡的蜡液使用温度85±5℃。
6.根据权利要求1所述的一种环氧树脂固化成型模具制备方法，其特征在于所述步骤4中的最终模具尺寸精度不低于±0.3mm。
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