發布時間:2021-05-27 人氣:
原型件技術,也稱“快速成型(RapidPrototyping)技術”,于20世紀80年代后期產生于美國,并很快擴展到日本及歐洲,是近20年來制造技術領域的一項重大突破。它的原義是由CAD模型直接驅動的快速制造任意復雜形狀三維實體和技術的總稱(這里統指不同于批量生產的產品制造技術),如分層實體制造(LOM)、選擇性激光燒結(SLS)、熔融沉積成形(FDM)、數控加工(CNC)、樹脂模、鋅基合金模、鋁合金模和快速鋼模等。
原型件技術分類
目前,汽車內飾常用的原型件技術主要有:CNC技術通常被用來做一次性的產品結構驗證,直觀快速、適合需求數為1~2套的情況;樹脂模可以模擬裝車,技術可以提高模具壽命到100套以上,適合需要小批量生產(<100套)但不需要做產品試驗驗證零件性能的情況;鋅合金模具和鋁合金模具都具有較鋼模加工周期短、可以回收利用的優點,適用于大而平的零件批量生產,生產的產品可以做試驗驗證;快速鋼模指采用普通鋼材(45鋼、50鋼)替換正式產品模具的鋼材來制作原型模具,在模具結構上采用簡化的方法,如手工取件、簡化甚至不做冷卻系統等。
根據各項目的時間進度要求和產品變更的情況,一般采用幾種方法相結合以減少開發成本,降低項目風險。
1.CNC技術
CNC技術是通過計算機控制機床,通過刀具切削將毛坯料加工成半成品或成品零件,主要用于快速樣件裝車和尺寸驗證等。在汽車產品設計過程中,為了提高設計質量,通常需要做制作CNC樣件來做產品設計的尺寸匹配、裝配驗證。CNC模型主要材料有類ABS、PC(聚碳酸酯)、POM(聚甲醛)、PMMA(亞克力玻璃)、PP(聚丙烯)、PA(聚酰胺、尼龍)等。CNC加工特點是加工材料廣泛,可以展現產品的外觀設計、檢測結構與功能的合理性,模型表面處理形式不拘一格,如打磨、噴灰、噴漆、拋光、絲印和電鍍等。
2.樹脂模
樹脂模一般用CNC技術制作原型,再翻成樹脂模具后,向模中灌注雙組份的聚氨酯,固化后即得到所需的零件。調整雙組份聚氨酯的構成比例,可使所得到的聚氨酯零件的機械性能接近ABS或PP。常用的樹脂有硅膠和環氧樹脂等。
采用樹脂模具與傳統注塑模具相比,成本是傳統方法的幾分之一,生產周期也大大減少,模具成型壽命小于500次。
3.鋅基合金
鋅基合金模(又稱“ZAS模具”)起源于60年前的日本,首先在大型車用五金件上運用,后來用于汽車工業的試件制造中。目前在日本、韓國的汽車工業中應用廣泛,技術已很成熟。
鋅合金原材料的特點有:
(1)可重復熔煉,從而降低材料成本;
(2)熔點低,易燒焊,故修模、改模成本低,速度快;
(3)材料結晶過程易于控制,沙眼幾率低,所以原材料質量受控。
鋅合金模具的特點有:
(1)模具壽命可達10000次;
(2)自制鑄件毛坯,加工量小,加工速度快:相對一般鋼材的加工速度而言,CNC加工快1倍,電火花加工快0.5倍,鉆孔快2倍,拋光快1倍;
(3)模架可標準化,利于重復使用;
(4)材料準備時間短,普通大型模具材料準備時間為15~30天或更長時間,而鋅合金材料熔煉只需1~3天。