本发明专利技术涉及一种纸浆模塑吸滤模具制造方法，具体地说是一种基于ＳＬＳ快速成形原理的纸浆模塑吸滤模具制造方法。基于ＳＬＳ快速成形原理的纸浆模塑吸滤模具制造方法，包括如下步骤：步骤一、吸滤气孔的设计；步骤二、ＳＴＬ文件的生成；步骤三、ＳＴＬ文件的处理：利用数据处理软件Ｍａｇｉｃｓ对纸塑吸滤模具的ＳＴＬ文件进行处理，生成用于快速成型制造的纸塑吸滤模具的ＣＬＩ层切片文件；步骤四、ＣＬＩ层切片文件的转化换：将纸塑吸滤模具的ＣＬＩ层切片文件转化成快速成型机可识别的文件，再输入快速成型机；步骤五、烧结材料的选择：选择聚苯乙烯粉末或尼龙粉末作为烧结材料；步骤六、设定烧结工艺参数并制造；步骤七、增强处理：在制备的原型件表面涂敷树脂，以增强制件强度，形成吸滤模具。以提高纸浆模塑吸滤模具的制造精度和效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种纸浆模塑吸滤模具制造方法，具体地说是一种基于SLS快 速成形原理的纸浆模塑吸滤模具制造方法。
技术介绍
快速成形技术(Rapid Prototyping & Manufacturing) 20世纪80年代起源于日 本，很快发展到美国和西欧。该技术是采用逐点或逐层成型方法， 一次成型复 杂的零部件或模具，不需要任何工装，节约了制造费用，縮短了制造周期，实 现了三维制造及其可视化，有利于设计人员、制造人员和用户之间的信息交流。 可在设计阶段完成实验研究工作，减少实验周期和材料消耗，从而可以对产品 设计进行快速评价、修改、以响应市场需求，提高企业的竞争力，堪称制造领 域人类思维的一次飞跃。快速成形技术汇集了计算机、激光、CAD、数控、理 化、材料、通信网络等诸多工程领域的先进成果，解决了传统加工方法中的许 多难题，它的出现代表着制造技术的又一次重大突破。快速成形技术在航空航 天、机械电子以及医疗卫生等领域有着广阔的应用前景，自诞生以来就受到了 广泛的重视并迅速成为制造领域的研究热点。随着应用领域的不断扩大，快速 成形技术己经成为先进制造技术的重要组成部分。它和六十年代数控技术、八 十年代特种加工技术的发展具有同等的意义。SLS (Selective Laser Sintering)技术是快速成形技术的一个分支。该技术的 原理是用计算机控制激光束作用于粉末材料，被扫描区域的粉末(约十分之几 毫米)产生化学反应而熔融粘结，形成零件的一个薄层。工作台下移一个层厚 的距离，以便粘结固化好的制件表面再敷上一层新的粉末材料，进行下一层的 扫描加工，如此反复，直到整个原型制造完毕。该技术具有制造速度快，成本 低，材料利用率高等特点，目前已经广泛应用于各个领域母模或功能性零件的 生产和制造。将此项技术系统的应用于纸塑模具制造行业，在国内外还都处于 试验验证阶段，至今还没有成熟的工艺流程和系统的制造方法。我国的纸浆模塑技术自八十年代从国外引进至今后，发展迅速，如今已逐 步取代难于回收、易于造成白色污染的泡沫塑料，用于包装手机、显示器、笔 记本电脑和其他家电产品。2003年2月13日，欧盟正式启运针对电子产品原料、 配件及包装物料绿色化的《报废电子电气设备指令》(WEEE)和《关于在电子 电气设备中禁止使用有害物质指令》(ROHS)两项法令，加快了全球电子产品 的绿色环保进程。而纸制品包材和发泡塑料包材的欧洲环保税率分别是 0.18Euro/Kg和0.35Euro/Kg，两者相差约7.5倍。我国是电子产品的加工出口大 国，因此，纸浆模塑材料在产品包装领域替代发泡塑料可谓势在必行、前景广 阔。现今的纸浆模塑关键技术和生产成本在于纸塑模具的设计和制造。目前企业中广泛使用数控加工的方法生产出铝合金吸浆模具由于模具材料和加工方式 的限制，导致模具设计不准确、结构特征局限、开发成本高、开发周期长。同 时由于加工成型后难于进行修改，导致出现模具开发风险大、材料浪费等问题。 因此，研究采用新的模具设计方法和模具制造工艺来降低生产成本，提高经济 效益，成为众多纸塑企业热切关心和迫切需要解决的问题。纸浆模塑制品成型工艺与橡胶和塑料制品在模腔内成型大不相同，纸浆模 塑制品成型所采用的纸浆液料是一种只含1%左右纤维的水溶液，成型过程中必 须除去大部分的水分，使纸浆纤维附着在成形模具表面从而形成纸坯。成型模 具结构由凸模、凹模、网模(滤网)等组成，其中凸模(即吸滤模具)和网模是纸模成型模具的关键。网模是由直径0.15mm 0.25mm的丝网(金属或塑料) 编织而成，网目数一般在45-60目之间。网模通过焊接或粘结的方式依附于凸 模表面，凸模表面布满直径大小为2 4mm的透气通孔。凸模通过模具座安装在 成型机的模板上，凸模背部与模具座之间形成一定空间的背腔，模板的另一面 安装有气室，气室与背腔相通，气室壁上设有两个通压縮空气或抽真空的通道。 真空吸附成型时，气室内形成300Pa 650Pa的真空，于是纸浆纤维附着在网模 表面形成含水量在70%~75%的湿纸坯。初成型的湿纸坯吸附在网模上，强度很 低，必须依靠另外一个与之对应的凹模合模之后，使湿纸坯置于合模后的模腔 内，利用压力差使之转移，最后送入烘干设备中进行烘干。目前，纸桨模塑行业吸滤模具的制造大都采用CNC加工的方法生产铝合金 模具，开发周期长，开发成本高。由于吸滤模具表面需要布满透气通孔，因此 在模具加工出来以后，还要采用人工打孔的方式钻取透气通孔，费时费力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于设计一种基于SLS快速成形原理的纸浆模塑吸滤模具制 造方法，以提高纸浆模塑吸滤模具的制造精度和效率。基于SLS快速成形原理的纸浆模塑吸滤模具制造方法，其特征是该方法包 括如下步骤步骤一、吸滤气孔的设计利用三维软件Pro/E在已经设计好的纸塑吸滤模 具的CAD数字模型模具表面设计出若干个吸滤气孔；步骤二、 STL文件的生成再用三维软件Pro/E将纸塑吸滤模具的CAD文 件转化为纸塑吸滤模具的STL文件，用于快速成型制造；步骤三、STL文件的处理:利用数据处理软件Magics对纸塑吸滤模具的STL 文件进行处理，生成用于快速成型制造的纸塑吸滤模具的CLI层切片文件，处 理内容包括a、 应用Magics软件中文件修复功能，对纸塑吸滤模具的STL文件中的错 误进行修复；b、 设置纸塑吸滤模具的STL文件的边界体积支撑，防止烧结件变形；c、 应用数据处理软件Magics对纸塑吸滤模具的STL文件中有关吸滤气孔 的Z方向半径进行补偿设置，以提高吸滤气孔的成型质量；步骤四、CLI层切片文件的转化将纸塑吸滤模具的CLI层切片文件转化成快速成型机可识别的文件，再输入快速成型机；步骤五、烧结材料的选择选择聚苯乙烯粉末或尼龙粉末作为烧结材料； 聚苯乙烯粉末吸湿率小，收縮率也小，受热后可熔化、粘结，冷却后固化成型，烧结后可 作为原型件或功能件使用；尼龙材料机械性能优异，拉伸强度、韧性、耐反复冲击 振动、耐磨性能都非常突出。但由于价格较聚苯乙烯粉末昂贵，且烧结工艺较 难控制，目前国内并未形成广泛的商业化使用；步骤六、设定烧结工艺参数并制造将所选的烧结材料加入快速成型机的 成型腔内，启动快速成型机，由快速成型机根据转化后的CLI层切片文件，自 动完成制造过程，烧结出纸塑吸滤模具的原型件；在启动快速成型机前，先对 快速成型机设定如下烧结工艺参数激光功率(w) 10~20扫描速度(mm/s) 1500-3000烧结温度fC) 70~110°C扫描间距(mm) 0.1~0.3层厚(mm) 0.1~0.25扫描方式 X轴与Y轴方向交替进行；步骤七、增强处理在制备的原型件表面涂敷树脂，以增强制件强度，形 成吸滤模具。在经过增强处理后，再进行网模的覆盖利用焊接、粘接或绑接方法在吸 滤模具的表面覆盖网模。本专利技术的优点是应用SLS快速成形技术，直接制备带有透气通孔的纸桨 模塑吸滤塑料模具。通过增强强度的后处理工序，使塑料模具完全可以替代传 统铝合金吸滤模具进行纸模的生产。此种生产工艺只需要传统加工方法30~50 %的工时和20~35%的成本，大大縮短了开发周期和开发成本，縮减了生产工序， 提高了生产效率。SLS激光烧本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于ＳＬＳ快速成形原理的纸浆模塑吸滤模具制造方法，其特征是该方法包括如下步骤： 步骤一、吸滤气孔的设计：利用三维软件Ｐｒｏ／Ｅ在已经设计好的纸塑吸滤模具的ＣＡＤ数字模型模具表面设计出若干个吸滤气孔； 步骤二、ＳＴＬ文件的生成：再用三维软件Ｐｒｏ／Ｅ将纸塑吸滤模具的ＣＡＤ文件转化为纸塑吸滤模具的ＳＴＬ文件，用于快速成型制造； 步骤三、ＳＴＬ文件的处理：利用数据处理软件Ｍａｇｉｃｓ对纸塑吸滤模具的ＳＴＬ文件进行处理，生成用于快速成型制造的纸塑吸滤模具的ＣＬＩ层切片文件，处理内容包括： ａ、应用Ｍａｇｉｃｓ软件中文件修复功能，对纸塑吸滤模具的ＳＴＬ文件中的错误进行修复； ｂ、设置纸塑吸滤模具的ＳＴＬ文件的边界体积支撑，防止烧结件变形； ｃ、应用数据处理软件Ｍａｇｉｃｓ对纸塑吸滤模具的ＳＴＬ文件中有关吸滤气孔的Ｚ方向半径进行补偿设置，以提高吸滤气孔的成型质量； 步骤四、ＣＬＩ层切片文件的转化：将纸塑吸滤模具的ＣＬＩ层切片文件转化成快速成型机可识别的文件，再输入快速成型机； 步骤五、烧结材料的选择：选择聚苯乙烯粉末或尼龙粉末作为烧结材料； 步骤六、设定烧结工艺参数并制造：将所选的烧结材料加入快速成型机的成型腔内，启动快速成型机，由快速成型机根据转化后的ＣＬＩ层切片文件，自动完成制造过程，烧结出纸塑吸滤模具的原型件；在启动快速成型机前，先对快速成型机设定如下烧结工艺参数： 激光功率（ｗ） １０～２０ 扫描速度（ｍｍ／ｓ） １５００～３０００ 烧结温度（℃） ７０～１１０℃ 扫描间距（ｍｍ） ０．１～０．３ 层厚（ｍｍ） ０．１～０．２５ 扫描方式 Ｘ轴与Ｙ轴方向交替进行； 步骤七、增强处理：在制备的原型件表面涂敷树脂，以增强制件强度，形成吸滤模具。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：平雪良，于岩，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。