[發(fā)明專利]基于SLS快速成形原理的紙漿模塑吸濾模具制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810024168.0
• 申請日: 2008-05-19
• 公開（公告）號: CN101298746A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 平雪良;于巖
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學
• 主分類號: D21J5/00
• 分類號: D21J5/00;G06F17/50
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所
• 代理人: 曹祖良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種紙漿模塑吸濾模具制造方法，具體地說是一種基于SLS快速成形原理的紙漿模塑吸濾模具制造方法。

背景技術(shù)

快速成形技術(shù)(Rapid?Prototyping&Manufacturing)20世紀80年代起源于日本，很快發(fā)展到美國和西歐。該技術(shù)是采用逐點或逐層成型方法，一次成型復雜的零部件或模具，不需要任何工裝，節(jié)約了制造費用，縮短了制造周期，實現(xiàn)了三維制造及其可視化，有利于設(shè)計人員、制造人員和用戶之間的信息交流。可在設(shè)計階段完成實驗研究工作，減少實驗周期和材料消耗，從而可以對產(chǎn)品設(shè)計進行快速評價、修改、以響應市場需求，提高企業(yè)的競爭力，堪稱制造領(lǐng)域人類思維的一次飛躍。快速成形技術(shù)匯集了計算機、激光、CAD、數(shù)控、理化、材料、通信網(wǎng)絡(luò)等諸多工程領(lǐng)域的先進成果，解決了傳統(tǒng)加工方法中的許多難題，它的出現(xiàn)代表著制造技術(shù)的又一次重大突破。快速成形技術(shù)在航空航天、機械電子以及醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域有著廣闊的應用前景，自誕生以來就受到了廣泛的重視并迅速成為制造領(lǐng)域的研究熱點。隨著應用領(lǐng)域的不斷擴大，快速成形技術(shù)已經(jīng)成為先進制造技術(shù)的重要組成部分。它和六十年代數(shù)控技術(shù)、八十年代特種加工技術(shù)的發(fā)展具有同等的意義。

SLS(Selective?Laser?Sintering)技術(shù)是快速成形技術(shù)的一個分支。該技術(shù)的原理是用計算機控制激光束作用于粉末材料，被掃描區(qū)域的粉末(約十分之幾毫米)產(chǎn)生化學反應而熔融粘結(jié)，形成零件的一個薄層。工作臺下移一個層厚的距離，以便粘結(jié)固化好的制件表面再敷上一層新的粉末材料，進行下一層的掃描加工，如此反復，直到整個原型制造完畢。該技術(shù)具有制造速度快，成本低，材料利用率高等特點，目前已經(jīng)廣泛應用于各個領(lǐng)域母模或功能性零件的生產(chǎn)和制造。將此項技術(shù)系統(tǒng)的應用于紙塑模具制造行業(yè)，在國內(nèi)外還都處于試驗驗證階段，至今還沒有成熟的工藝流程和系統(tǒng)的制造方法。

我國的紙漿模塑技術(shù)自八十年代從國外引進至今后，發(fā)展迅速，如今已逐步取代難于回收、易于造成白色污染的泡沫塑料，用于包裝手機、顯示器、筆記本電腦和其他家電產(chǎn)品。2003年2月13日，歐盟正式啟運針對電子產(chǎn)品原料、配件及包裝物料綠色化的《報廢電子電氣設(shè)備指令》(WEEE)和《關(guān)于在電子電氣設(shè)備中禁止使用有害物質(zhì)指令》(ROHS)兩項法令，加快了全球電子產(chǎn)品的綠色環(huán)保進程。而紙制品包材和發(fā)泡塑料包材的歐洲環(huán)保稅率分別是0.18Euro/Kg和0.35Euro/Kg，兩者相差約7.5倍。我國是電子產(chǎn)品的加工出口大國，因此，紙漿模塑材料在產(chǎn)品包裝領(lǐng)域替代發(fā)泡塑料可謂勢在必行、前景廣闊。

現(xiàn)今的紙漿模塑關(guān)鍵技術(shù)和生產(chǎn)成本在于紙塑模具的設(shè)計和制造。目前企業(yè)中廣泛使用數(shù)控加工的方法生產(chǎn)出鋁合金吸漿模具由于模具材料和加工方式的限制，導致模具設(shè)計不準確、結(jié)構(gòu)特征局限、開發(fā)成本高、開發(fā)周期長。同時由于加工成型后難于進行修改，導致出現(xiàn)模具開發(fā)風險大、材料浪費等問題。因此，研究采用新的模具設(shè)計方法和模具制造工藝來降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益，成為眾多紙塑企業(yè)熱切關(guān)心和迫切需要解決的問題。

紙漿模塑制品成型工藝與橡膠和塑料制品在模腔內(nèi)成型大不相同，紙漿模塑制品成型所采用的紙漿液料是一種只含1％左右纖維的水溶液，成型過程中必須除去大部分的水分，使紙漿纖維附著在成形模具表面從而形成紙坯。成型模具結(jié)構(gòu)由凸模、凹模、網(wǎng)模(濾網(wǎng))等組成，其中凸模(即吸濾模具)和網(wǎng)模是紙模成型模具的關(guān)鍵。網(wǎng)模是由直徑0.15mm～0.25mm的絲網(wǎng)(金屬或塑料)編織而成，網(wǎng)目數(shù)一般在45～60目之間。網(wǎng)模通過焊接或粘結(jié)的方式依附于凸模表面，凸模表面布滿直徑大小為2～4mm的透氣通孔。凸模通過模具座安裝在成型機的模板上，凸模背部與模具座之間形成一定空間的背腔，模板的另一面安裝有氣室，氣室與背腔相通，氣室壁上設(shè)有兩個通壓縮空氣或抽真空的通道。真空吸附成型時，氣室內(nèi)形成300Pa～650Pa的真空，于是紙漿纖維附著在網(wǎng)模表面形成含水量在70％～75％的濕紙坯。初成型的濕紙坯吸附在網(wǎng)模上，強度很低，必須依靠另外一個與之對應的凹模合模之后，使?jié)窦埮髦糜诤夏：蟮哪Ｇ粌?nèi)，利用壓力差使之轉(zhuǎn)移，最后送入烘干設(shè)備中進行烘干。

目前，紙漿模塑行業(yè)吸濾模具的制造大都采用CNC加工的方法生產(chǎn)鋁合金模具，開發(fā)周期長，開發(fā)成本高。由于吸濾模具表面需要布滿透氣通孔，因此在模具加工出來以后，還要采用人工打孔的方式鉆取透氣通孔，費時費力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種基于SLS快速成形原理的紙漿模塑吸濾模具制造方法，以提高紙漿模塑吸濾模具的制造精度和效率。