制造可重用模具的方法技术

一种用于制造部件的可重用低成本模具由这样的方法制成，其中将砂和活化剂的混合物涂敷为一个层，将印刷树脂堆积到该层上，以形成基板和模样。还可以使用相同的方法在基板上提供多个侧壁。在该模具上涂覆可固化树脂以形成保护性砂壳。该可重用模具可用作用于形成部件的翻斗或真空成形模具。可以在涂敷树脂涂料时透过砂层吸出空气产生真空来形成冲模，以使树脂涂料更加完全地渗透该冲模。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于制造部件的可重用模具，及制造用于制造砂型铸件、钣金模具， 及用于制造真空成形部件的可重用模具的方法。
技术介绍
原型模具用于低产量的原型制造。制造原型部件以允许在部件投入生产之前测试 和评估原型部件。如果要制造一个以上的原型部件，则存在对用于制造原型的可重用 模具的需要。对某些部件，为评估和测试目的，可能需要二十或更多个原型。由于该 模具的成本只能分摊在少量部件上，因而原型模具的单件成本相对昂贵。存在对可制 造而不向原型模具增加额外成本的可重用原型模具的需要。现有的用于上翻斗和下翻斗的原型模具通常包括可由切割或CNC (computer numerical controlled)加工成期望的模样形状的木材或REN板(REN Shape modeling board)制成的模样。然后将模样姐装为REN板箱。快速铸造技术最近的发展带来了砂和树脂印刷机的发展，这样的机器可以通过顺 序层叠砂和活化剂的混合物及印刷树脂，根据原型部件的CAD数据印刷三维模样。模 样可以按该方式印刷并组装为REN板箱，以形成用于制造原型部件的上翻斗和下翻 斗。该方法的一个问题是将模样组装为独立制造的REN板箱会带来很高的成本和延 迟。使用快速铸造技术制造的三维模样通常限于单次使用，但在某些情况下，模样可 以使用几次。然而，如果多次使用快速铸造的三维模型，则这样的模样会不耐久并遭 受开裂或磨损，造成表面光洁度和尺寸精度的损失。存在对可重用原型模具，如可在制造用于铸造的原型砂型铸件时使用的上翻斗和 下翻斗的需要。原型砂型铸件可以由铸型的各部分制成，这些部分组装为用于制造原 型部件的砂型总成。存在对更具成本效益的制造用于在液压冲床中冲压原型部件的冲模的方法的需要。存在对更具成本效益的用于以真空成形方法制造塑料部件的可重用模具的需要。 例如，经加工的真空成形模具已知可用于制造塑料原型装饰部件，如汽车灯坡璃。已 知在现有技术中尚未提供不需要大量加工或不需要组装为REN支撑结构的用于制造 真空成形塑料原型部件的可重用模具。上述问题和需要可由下文所述的本申请人的专利技术解决。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种用于制造部件的可重用模具。该模具包括由涂敷有树脂粘 结剂的多个铸造砂层形成的基板。部件的模样由多个铸造砂和树脂粘结剂层在基板上 形成。形成低粘度树脂砂壳的涂料涂敷到基板和模样的基本上所有表面上并渗透其 中。根据本专利技术的另一个方面，可重用模具还可以包括由多个从基板延伸的侧壁界定 的箱。侧壁由涂敷有树脂粘结剂的多个砂和活化剂的混合物的层形成。该箱可以用在 这样的方法中，其中用砂和自硬粘结剂填充该模具，以形成砂型铸造模具的一部分， 该部分可在硬化之后从箱中移除并与砂型铸造模具的其他部分组装在一起。根据本专利技术涉及可重用模具的其他方面，可以在模样的成形表面中提供多个孔， 这些孔从成形表面穿过涂料延伸到砂和印刷树脂层。该模具还可以包括真空压力源及 基板中的至少一个通气孔，这些通气孔延伸穿过涂料以向砂和印刷树脂层提供真空压 力。可以加热热塑性材料板并将其放置在模样上，用穿过砂和印刷树脂层且穿过模样 的成形表面中的孔吸出空气产生真空使该板成形为部件。根据本专利技术涉及可重用模具的其他方面，低粘度树脂是通常为双组分树脂系的反 应树脂。例如，所吸附的树脂砂壳可以包括双组分聚氨酯树脂(two part polyurethane resin)、双组分环氧树脂(two par t epoxy res in)、双组分丙烯酸树脂(two part acrylic resin),或双组分聚酯树月旨(two part polyester resin)。根据本专利技术的另一方面，提供一种制造用于部件的上翻斗和下翻斗的方法。根据 该方法，印刷多个树脂层和多个铸造砂层以形成基板、多个侧壁及用于部件的至少一 部分的模样。基板、侧壁和模样可以涂覆有允许渗透到一毫米以上深度的树脂。树脂 固化以形成吸附到基板、侧壁及模样中的砂壳。该方法还可以包括用砂和粘结剂的混合物填充上翻斗和下翻斗，并使砂和粘结剂的混合物固化以形成铸型。根据本专利技术的另一个方面，提供一种制造用于液压冲床的冲模的方法。该方法包 括堆积多个铸造砂和活化剂的混合物的层并将印刷树脂涂敷到每个层上以形成冲模。用渗透性树脂涂覆该冲模。透过多个铸造砂层吸出空气产生真空，以透过多个铸造砂层吸取渗透性树脂达一亳米以上的深度。在将树脂吸附到冲模中之后，渗透性树脂固化。根据本专利技术的另一个方面，可以继续执行透过多个铸造砂层吸取树脂的步骤，直 到渗透冲模。根据本专利技术的另一个方面，提供一种制造部件的方法，该方法包括顺序层叠树脂 和铸造砂，以形成基板及基板上的模样。将可固化树脂砂壳涂敷到基板和模样上。然 后将该模样用于形成部件。该制造部件的方法还可以包括穿过砂壳在模样中钻孔，透过这些孔可以吸出空气 产生真空。可以在基板中形成至少一个真空通气孔，透过这样的真空通气孔，可以将 真空压力源连通到基板。然后将热塑性材料的坯料装载到模样上。加热热塑性材料的 坯料以使其软化，然后根据模样使该坯料真空成形。或者，该方法还可以包括在基板上形成多个侧壁，以在顺序涂敷砂和活化剂的混 合物的层及将印刷树脂涂敷到该混合物上的步骤期间形成模样箱。该制造部件的方法 还可以包括用砂和粘结剂树脂填充模样箱，使树脂固化以形成砂型的至少一部分，及 在铸造方法中使用该模样。该方法还可以包括通过重复顺序层叠、形成砂壳的步骤提 供两个模样箱，并用砂和树脂填充组装的上翻斗和下翻斗，以使用作为上翻斗和下翻 斗的模样箱。然后树脂固化并用于形成砂型。虽然本专利技术具体应用于原型部件的制造，但应将本专利技术理解为也涉及非原型部件 的其他类型的部件的制造。例如，也可以根据本专利技术制造具有有限产量的部件。结合附图和下文中对所示实施例的详细说明，本领域技术人员可以更好地理解本 专利技术的这些和其他方面。附图说明图l是根据本专利技术制造的上翻斗或下翻斗的透视图； 图2是沿图1中的线2-2截取得到的透视截面图； 图3是沿图1中的线2-2截取得到的截面图；图4是示意性地示出外表面上涂敷有涂料的类似于图3的示意性截面图;图5是图4在圆圈5内的一部分的放大视图；图6是示意性地示出本专利技术的真空成形模具实施例的透视截面图；图7是图6的实施例的截面图；及图8是图7在圆圈8内的一部分的放大视图。具体实施方式参考图1和图2，在图中为上翻斗或下翻斗(下文中称为翻斗)的可重用模 具包括模样12。模样12在模具10的基板16上形成。多个侧壁18从基板l6向上延 伸。可重用模具IO或翻斗为整体结构，意即模样、基板及壁全体作为一个单元形成。翻斗10界定出型腔，在型腔中填充铸造砂和自硬粘结剂。使粘结剂硬化，然后 从箱中倒出砂和硬化的树脂以用于构建砂型，这在现有技术中是众所周知的。参考图3，可重用模具如图所示是使用快速原型方法以层叠的方式构建的。首先 涂敷一层包括活化剂的砂，然后用类似于喷墨印刷机的喷墨印刷头印刷树脂以形成层 20。初始构建砂和树脂粘结剂层20以形成基板16。先将砂和活化剂的混合物跨基板16的长度和宽度涂敷，然后将树脂印刷在其上，直到产生具有足够厚度的基板。该方法接着处理侧壁18和模样12,在基板16上一层一层地构建出它们。通过涂敷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造部件的可重用模具，其特征在于，包括：　　　　由多个涂敷有树脂粘结剂的铸造砂层形成的基板；　　　　在所述基板上由多个涂敷有树脂粘结剂的铸造砂层形成的部件的模样；及　　　　涂敷到所有所述基板和所述模样的表面上的低粘度树脂砂壳涂料，所述涂料渗透所述表面达有限深度。

【技术特征摘要】
US 2006-11-7 11/557,2031.一种用于制造部件的可重用模具，其特征在于，包括由多个涂敷有树脂粘结剂的铸造砂层形成的基板；在所述基板上由多个涂敷有树脂粘结剂的铸造砂层形成的部件的模样；及涂敷到所有所述基板和所述模样的表面上的低粘度树脂砂壳涂料，所述涂料渗透所述表面达有限深度。2. 如权利要求l所述的可重用模具，其特征在于，还包括由多个从所述基板延 伸的侧壁界定的箱，所述侧壁由多个涂敷有树脂粘结剂的铸造砂层形成。3. 如权利要求2所述的可重用模具，其特征在于，所述箱由砂和自硬粘结剂填充，以形成砂型铸造模具的一部分，所述部分在硬化之后移除并与所述砂型铸造模具 的其他部分组装在一起。4. 如权利要求l所述的可重用模具，其特征在于，还包括所述模样的成形表面 中的多个孔，所述孔穿过所述涂料从所述成形表面延伸到所述砂和印刷树脂粘结剂的 层。5. 如权利要求4所述的可重用模具，其特征在于，还包括真空压力源及至少一 个在所述基板中延伸穿过所述涂料的通气孔，所述真空压力源通过所述通气孔向所述 砂和印刷树脂层提供真空压力。6. 如权利要求5所述的可重用模具，其特征在于，所述模具可在真空成形方法 中使用，在所述方法中，加热热塑性材料板且将其放置在所述模样上，透过所述砂和 印刷树脂层并透过所述模样的成形表面中的孔吸出空气产生真空，以使所述板成形为 部件。7. 如权利要求l所述的可重用模具，其特征在于，所述低粘度树脂砂壳是双组 分反应树脂。8. —种制造用于液压冲床的冲模的方法，其特征在于，包括 堆积多个铸造砂和活化剂混合物的层，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆士托德克洛布，哈罗德西尔斯，劳伦斯E埃利斯，
申请(专利权)人：福特汽车公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]