第一篇：注塑成型工藝優化技術(余成根)

注塑成型工藝優化技術(余成根)

“調機就是浪費，調機就是犯罪”，越來越多的注塑工作者已經意識到優化注塑工藝參數的重要性和緊迫性。如果注塑工藝條件設定得不合理，就會造成注塑生產過程中出現不良率高、料耗大、效率低、模具故障多及膠件質量不穩定等一系列問題，嚴重的會出現粘模、頂白、翹曲變形、內應力開裂、尺寸變化大、批量報廢或退貨等現象。學習“注塑成型工藝優化技術”，掌握優化注塑工藝條件的方法，實行科學注塑，是每一個注塑工作者追求的目標；長期以來，很多注塑工作者對每個注塑工藝參數的作用、設定依據及調機順序搞不清楚，不但造成盲目調機時間長、原料浪費大、生產成本高，而且工藝條件和產品質量很不穩定?！白⑺艹尚凸に噧灮夹g”培訓課程是專為深入學習科學調機方法和優化注塑工藝參數，欲快速提高注塑工藝技術水平、減少盲目調機的注塑技術/管理人員而開設的。

培訓內容

1、注塑成型工藝參數的五要素

2、注塑成型工藝的真正作用

3、設定注塑工藝參數的條件

4、設定注塑工藝參數的正確順序

5、料筒溫度的作用、設定與優化

6、注塑成型工藝窗口的確定與優化

7、噴嘴溫度的作用、設定與優化

8、螺桿轉速的作用、設定與優化

9、背壓的作用、設定與優化

10、緩沖墊（殘留量）的作用、設定與優化

11、倒索（抽膠）的作用、設定與優化

12、熔膠終點位置（射膠量）的確定與優化

13、射膠各段位置的設定與優化

14、模溫的作用、設定與優化

15、注塑速度的作用、設定與優化

16、注射壓力的作用、設定與優化

17、保壓的作用及前提條件

18、保壓切換位置的確定與優化

19、保壓壓力的確定與優化

20、保壓時間的確定與優化

21、保壓曲線的分析與解讀

22、鎖模力的作用、設定與優化

23、注射時間的設定與優化

24、冷卻時間的確定與優化

25、新模初始調機的方法與技巧

26、幾種特殊的注塑成型方

第二篇：【技術】淺談整體成型工藝

【技術】淺談整體成型工藝

背景

復合材料由于具有高比強度、高比剛度、性能可設計、抗疲勞性和耐腐蝕性好等優點，因此越來越廣泛地應用于各類航空飛行器,大大地促進了飛行器的輕量化、高性能化、結構功能一體化。復合材料的應用部位已由非承力部件及次承力部件發展到主承力部件，并向大型化、整體化方向發展，先進復合材料的用量已成為航空器先進性的重要標志。復合材料整體成型是指采用復合材料的共固化（Co-curing）、共膠接（Co-bonding）、二次膠接（Secondary bonding）或液體成型等技術和手段，大量減少零件和緊固件數目，從而實現復合材料結構從設計到制造一體化成型的相關技術。在復合材料結構的設計和制造過程中，將幾十甚至上百個零件減少到一個或幾個零件，減少分段、減少對接、節省裝配時間，可大幅度地減輕結構質量，并降低結構成本，而且充分利用了固化前復合材料靈活性的特點。國內外航空領域廣泛地采用整體成型復合材料主構件，如諾·格公司的B2轟炸機、波音（Boeing）公司的787飛機和洛·馬公司的F35戰斗機均在機身和機翼部件中大量運用整體成型復合材料，整體成型結構已經成為挖掘復合材料結構效率，實現復合材料功能結構一體化以及降低復合材料制造成本的大方向。一某輕型公務機整體化復合材料中機身 01 成型材料02 成型方法上半模、下半模分別鋪貼完成后合模，并進行接縫補強，最后固化成型。綜合考慮工裝的重量及與復合材料熱膨脹系數的匹配性，選擇復合材料工裝，為了減輕增壓艙上半模重量，上半模型面只采用復合材料型板進行加強，與金屬結構支架的連接是可卸的，以利于翻轉組合及吊裝，圖2 為工裝示意圖。目前，夾層結構的成型方法可以根據面板與蜂窩夾層結構的成型步驟分為共膠接法、二次膠接法和共固化法，對特殊要求的結構還可以采取分步固化。通過對機身結構鋪層設計分析，對上、下半模合模位置進行了鋪層補強設計，這就排除了采用上、下半模分別成型，然后二次膠接方法的可能。另外，由于整體性要求，若采用分步固化技術，機身外蒙皮固化粘結后形成內部機身艙腔體，局部位置內蒙皮的鋪疊操作難度太大，幾乎無法實現，所以針對中機身整體結構，采用共固化技術。同時根據結構特點、材料特性及質量要求等對主要工藝展開研究如下：（1）預浸料鋪層及剪口優化技術；（2）蜂窩芯加工及定位技術；（3）蜂窩夾層結構的共固化工藝參數確定。二工藝路線及主要工藝措施

01 工藝流程中機身整體成型工藝采用共固化技術，即分別在上、下半模鋪疊外蒙皮；然后鋪放膠膜，定位蜂窩芯及預埋件；最后鋪疊內蒙皮，合模，固化。主要工藝流程如圖3 所示。02 主要工藝措施（1）鋪層展開及優化。采用CATIA 軟件CPD 模塊對中機身鋪層進行可制造性分析，發現整層設計的預浸料層在結構突變的位置無法展開，并且纖維角度變化非常大，遠遠偏離了設計給出的鋪層角度，如圖4 所示。這是因為中機身型面復雜，而對于復雜曲面上的鋪層，進行二維展開時，既要保證鋪層能夠展開，還要保證展開的鋪層與3D 模型上邊界一致，往往存在較大的困難。只有當制造可行性分析表明纖維變形在可接受范圍內才可以進行鋪層展開。所以在對復合材料分層數模進行工藝分析時，對不同位置作為起鋪點的纖維角度變化進行分析，找出變形面積最小的鋪疊起始位置，再通過鋪層拼接及開剪口技術找到最優且滿足設計鋪層角度公差的工藝設計方案，圖5 為經過優化后的鋪層展開分析圖。（2）蜂窩芯預處理。整個增壓艙除了防火墻和翼盒外均使用19.05mm 過拉伸NOMEX蜂窩芯，其主要特點是蜂窩縱向柔性較大，易變形，貼模性好，適合成型曲度較大的零件。此種蜂窩芯的理論外形尺寸為2.44m×0.99m，而增壓艙上下兩部分的蜂窩芯展開尺寸約4m×2.5m，其尺寸遠遠超出蜂窩芯的外形尺寸，且蜂窩芯外形復雜，如圖6 所示。制造過程中蜂窩芯需要拼接，常規蜂窩芯拼接是將蜂窩按位置要求分塊后進行型面銑切，然后拼接。但過拉伸蜂窩芯收縮性較大，采取先銑切后拼接的方式，由于收縮會造成實際拼接時比理論外形小15~20mm，所以研制過程采用拼接膠先將蜂窩芯拼接，同時進行穩定化處理，如圖7 所示，然后進行外形銑切，可以把誤差控制在±3mm 范圍以內，符合設計要求。（3）蜂窩芯及預埋件定位。

為了準確定位蜂窩芯和預埋件，在工裝制造過程中就通過數控加工和定位預埋襯套和螺栓，用于定位蜂窩芯定位樣板和預埋件。預埋件主要是翼盒、防火墻、舷窗等已固化零件，預埋件與蜂窩芯之間采用填充膠填充，以起到填充、補強和粘接的作用。（4）制袋。

將鋪疊完的上、下半模合模，鋪疊補強層后進行制袋，由于中機身尺寸大，機身內部閉角多，排袋困難，容易架橋，局部地區由于導氣不暢通，造成假真空。通過模擬和試驗的方法，確定整體真空袋尺寸，通過制作“子母袋”的方法，將上、下半模整體包覆。另外，采用3/4”的抽氣嘴分布于機身內部各處閉角附近，并確保各抽氣嘴之間透氣層的連續性，避免假真空。圖8 為合模后制袋。（5）固化。復合材料結構在升溫固化過程中經歷復雜的熱-化學變化，溫度、壓力及保溫時間等工藝參數的確定對結構成型過程有著重要的影響，最終關聯著質量問題。如果工藝參數選擇不當，常常使復合材料形成不同類型的缺陷，如分層、孔隙、脫粘等。在中機身的成型過程中，按簡單的材料工藝進行固化，即室溫升至130℃，保溫2h，降溫至60℃，結果發現固化保溫過程中局部位置溫度突變，存在集中放熱的現象，如圖9 所示，檢測發現部分區域存在大面積氣孔和疏松現象。分析原因，主要是由于中機身模具是一個一端封閉的結構，且機身模具各部位厚度差別較大，整體溫度場均勻性不好，造成成型過程溫度場難以保證，直接影響固化質量。為解決這一問題，需進行工藝參數的調整，以材料規范中材料本身的固化參數為基礎，通過對典型結構零件固化爐成型工藝研究，采用雙臺階固化曲線（見圖10），結果表明，在樹脂凝膠點87℃保溫1.5h（第一臺階），在樹脂進行了部分固化反應，釋放了一定的固化反應熱，這樣，能夠減小在最終固化溫度130℃固化過程中的固化反應熱釋放，減小了溫度場差異，有利于排除揮發分，保證固化度一致性。（6）外形銑切及檢測。

中機身的風擋、舷窗、艙門等處采用外形銑切型架及靠模的方式進行銑切，如圖11 所示。經無損及型面檢測，均能滿足設計要求。三結束語

通過對某型公務機中機身整體成型技術的研究，證明了該結構采用蜂窩預處理及定位，上、下模組合成型及共固化工藝的制造方案是可行的。本研究也是對我國通用飛機復合材料主結構整體成型工藝的一次有益探索，提升了我國通用飛機復合材料技術設計和制造水平，對推動我國通用飛機產業的發展具有重要的作用和意義。

第三篇：多級注塑成型技術 培訓材料

多級注塑成型技術 培訓材料.txt女人謹記：一定要吃好玩好睡好喝好。一旦累死了，就別的女人花咱的錢，住咱的 房，睡咱的老公，泡咱的男朋友，還打咱的娃。★★★★★★★★

★★多級注塑成型技術★★★★★★★★★★

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

━

【主辦單位】 華南注塑技術管理顧問有限公司(權威、專業、品牌)

【媒體支持】 中國注塑人才網、中國注塑培訓網、華南注塑技術顧問網、中國注塑模具網、中國塑料人才網

【培訓對象】注塑相關企業副總、注塑部經理/主管、注塑工程師、試模工程師/技術員、注

塑部領班/組長/ 技術員、設計工程師、注塑品質工程師等相關技術管理人員??

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

━

◆◆◆◆◆◆課--程--背--景

近代注塑制品形狀十分復雜，客戶對注塑件質量的要求亦越來越高。注塑件由于流道系

統、澆口形式及制品各部位幾何形狀不同，在注塑過程中要求在不同位置上能有不同的注射

速度和不同的注射壓力等工藝參數的控制——多級注塑程序控制，才能防止和改善注塑件外

觀不良現象，提高塑件質量。

現代注塑機均具有多級射膠控制的功能（如：多級熔膠、多級背壓、多級注射壓力、多

級注射速度及多級保壓等），然而，在實際注塑工藝設定中，很多注塑工作者不會正確地使用

多級注塑控制程序，特別是不會尋找多級注塑的位置，盲目性很大，調機時間長、不良品多，原料浪費大，生產成本高。“多級注塑成型技術”高級研修班是專為深入學習多級注塑技術知

識和掌握多級射膠方法，欲快速提升注塑技術/管理水平、提高分析問題/處理問題能力，增

強企業競爭力的人員而開設的。

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

━

◆◆◆◆◆◆課--程--內--容

1、多級注塑控制程序的概述

2、多級注塑控制程序的應用

3、多級熔膠速度的作用與設定方法

4、多級背壓的作用與設定方法

5、多級注射壓力的作用與設定方法

6、多級注射速度的作用與設定方

法

7、多級保壓的作用與設定方法

8、使用多級注塑控制程序的條件

9、何種情況下需使用多級注塑控制程序

10、什么情況不需使用多級注塑控

制程序

11、多級注塑控制程序對注塑機性能的要求

12、多級注塑控制程序的優點

13、多級注塑控制程序的缺點

14、設定多級注射程序的條件

15、多級注射位置的選擇方法

16、計算重量法找位置

17、調試觀察法找位置

18、多級注塑工藝的特性

19、各種不良缺陷的多級注射程序分析20、多級注塑工藝條件的設定實例分析

21、幾種多級射膠成型的案例

22、怎樣利用多級注塑程序控制改善注塑不良問題

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

◆◆◆◆◆◆培--訓--流--程

★★★專家講授●多級注塑●位置確定●科學方法●最新技術●行業前沿●實用知識●案例分析●快速提升★★★

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

◆◆◆◆◆◆講--師--介--紹

余成根（TONY）：1988年畢業于天津科技大學塑料工程專業，中國首席高級注塑培訓師，中國注塑協會顧問，具有20年注塑行業實際工作經驗，曾到日本制鋼研究所和香港塑膠科技中心進修。歷任高級注塑工程師、注塑工程經理、注塑部高級經理、注塑企業廠長/副總、多家知名外資企業高級注塑顧問等職，曾服務于香港偉易達集團、美國惠普公司、日本松下電器、德國KIP集團等多家國內外知名企業??

◆◆◆◆◆◆曾--參--加--培--訓--的--部--分--企--業

廣州本田公司、惠州中建電訊集團、惠州TCL國際電工集團、順德惠而浦家電制品廠、珠海威士茂塑膠廠、汕頭國際航空實業公司、廣州韋士泰醫療器械公司、廣州智擇電子五金廠、惠陽帝宇工業有限公司、番禺旭東阪田電子廠、深圳欣旺達電子廠、深圳耐普羅塑膠五金廠、深圳創華電子廠、深圳橫崗協調電子廠、深圳大和塑料機械廠、深圳億利達電子機械廠、深圳華豐隆玩具有限公司、佛山遠威實業有限公司、佛山智訊電子有限公司、武漢偉豪打火機廠、東莞偉易達集團、東莞怡高集團、美泰玩具廠、榮文燈飾廠、順建塑膠五金廠、精誠電子有限公司、同達塑膠廠、宏泰塑膠廠、聯亞五金塑膠廠、順里工模塑膠廠、大宇電器塑膠廠、恒鈺塑膠廠、臺樺塑膠廠、五川音響器材廠、敏利電子廠、勁勝塑膠制品廠、嘉安塑膠制品廠、朗迪電器塑膠廠、樂域塑膠電子廠、益智玩具有限公司、高美電子廠、奇峰五金塑膠廠、聯弘玩具有限公司、國萊塑膠模具廠、宏翊塑膠廠、旭品五金塑膠廠、時運達電子廠、友興塑膠廠、愛科信實業、高藝塑膠廠、塘廈三榮塑膠廠、盛泓五金塑膠廠、高科塑膠廠、弘升五金制品廠、堡盛威塑膠五金廠、德盈電子廠、名翔塑膠五金廠、南部塑膠廠、廈華電子注塑廠、北京富龍塑業有限公司、天津東明電子工業有限公司、佳興精密注塑有限公司、浙江勝利塑膠有限公司、北京突破雪花注塑有限公司、北京隆軒橡塑有限公司、河北文安友誼塑料廠、山東濰坊嘉華醫療產品有限公司、廈新工程塑膠有限公司、寧波軍盈模塑

有限公司、廈門瑞爾特衛浴工業有限公司、蘇州明東電器有限公司、蘇州廣澤汽車飾件有限公司、蘇州嘉捷塑料科技有限公司、蘇州市萬盛實業有限公司、蘇州鉑聯電子制品有限公司、無錫市雙贏塑業有限公司、上海亞馬特塑膠有限公司、上海德澧塑膠制品有限公司、上海寶山立塑鋼有限公司等??

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

◆◆◆◆◆◆客--戶--評--價

1、吳曉華（注塑部經理）：我公司有52臺日鋼注塑機，均有多級注塑程序控制功能。過去由于我們的注塑技術人員不會正確使用多級注塑工藝條件，更不會找各段射膠的位置，長期以來注塑機的多級程序控制功能沒有得到充分發揮，80多萬元一臺的注塑機僅當普通的注塑機使用。當產品結構復雜時，膠件外觀不良問題卻很難改善，相關技術人員調機水平很低，盲目性大，不良率高、浪費很大。自從去年我們參加華南注塑技術管理顧問公司舉辦的“多級注塑成型技術”高級研修班之后，使我們廠的注塑技術人員懂得了多級注塑控制程序的設定方法及作用，他們的調機水平得到了明顯的提高，注塑件的質量也有大幅度提升，過去注塑中難解決的問題也都迎刃而解了。

2、李華強（注塑部領班）：我在注塑行業摸爬滾打已經有9個年頭了，幾年前我就聽說過可用多級注塑工藝條件解決注塑件外觀不良問題，但對多級注塑的位置總是找不準，多級注塑程序控制的功能也就無法得到充分發揮。有的注塑技術人員設定注塑工藝條件時，看起來表面上使用了多段射膠方法，但位置卻不對，也就僅僅是形式而矣。2005年6月我們公司派了4個人參加了華南公司舉辦的“多級注塑成型技術”高級研修班后，使我們懂得了多級熔膠、多級背壓、多級射膠、多級保壓程序控制的作用與設定方法，按照余老師所教的方法去做，使用多段射膠方法對改善注塑件的不良缺陷非常有效，我們的調機技術水平都得到了很大的提高，真的感謝余老師為我們提供了這么好的學習和提升的好機會！

3、楊德平（注塑工程師）：多級注塑程序控制是近幾年生產的注塑機才有的功能，有的注塑成型技術方面的書中也提到過多級注塑工藝條件的作用，但真正會使用多級注塑控制程序來調機的技術人員不多，有的不知道什么時候需用多級射膠程序，有的不會準確找位置，有的甚至對多級注塑技術有錯誤的認識。我過去也是一知半解，以為“慢、快、慢”的三段射膠方式就是多段注射的規律。2006年3月我參加了華南公司舉辦的“多級注塑成型技術”高級研修班后，使我對多級注射控制程序有了更深地理解。收獲很大。以前從來沒有一個注塑培訓機構會對“多級注塑程序控制”研究得如此透徹，余老師不但對多級注塑成型技術研究得很深，而且在培訓中通過大量的案例將多級注塑控制程序的作用闡述得淋漓盡致，使我們更易理解與吸收，我認為“多級注塑程序控制”是每一位注塑工作者都應掌握的專業技術知識！

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

聯系人：強先生***Fax：（0769）22313969E-mail：inj99@163.com本課程同時接受企業內訓服務，有意者聯系！

網站支持： http://.cn

http://http://

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

━━━

▓▓▓▓▓【報名回執表】▓▓▓▓▓

我們要參加《多級注塑成型技術》課程學習，請給予留位。

參會企業名稱：____________________________參加人數：____________人

聯 系 人：______________聯系電話：_____________聯系傳真：_______________ 電子郵箱：________________________________________

參會人一：______________所任職務：_____________移動電話：________________ 參會人二：______________所任職務：_____________移動電話：________________ 參會人三：______________所任職務：_____________移動電話：________________ 參會人四：______________所任職務：_____________移動電話：________________ 參會人五：______________所任職務：_____________移動電話：________________ 參會人六：______________所任職務：_____________移動電話：________________ 付款方式：（請選擇打“√”）□

1、現場交費□

2、電匯□

3、轉帳□

4、支票備注:

☆ 學員報名參加培訓至少應提前三天與本公司聯絡,以便為您提前做好培訓證書及相關準備工作；

☆ 為保證培訓效果，請您上課時將手機調為振動或關機狀態,以免影響他人聽課,感謝您的積極配合；

☆ 我們每個月將舉行一個不同課程內容的專題講座,企業也可要求注塑顧問(專家)上門為企業“量身定做”, 對相關注塑技術/管理人員進行針對性內容培訓(企業內訓)和注塑技術/管理顧問服務。

☆凡參加本公司專題講座達3次以上或內訓的企業，可免費六個月在中國注塑人才網（Http://.cn）上招聘各類注塑人才（價達3000元以上）。

第四篇：洪奕春 精密注塑成型技術（最終版）

《精密注塑成型技術》

主講老師：洪奕春

☆培訓對象：

注塑經理、注塑主管、注塑工程師、注塑領班、調機技術員、上下模技工、IE工程師、IE技術員、品質管理人員、工模設計/制作人員等。

☆課程背景：

精密注塑成型正日益成為注塑行業的一種趨勢，但現狀存在不少問題，很多注塑廠因為基礎工作未能做好，管理沒有跟上，很可能用一流的機器設備、三流的管理水平，結果生產出末流的產品，技術水平低，產品質量差，不良率居高不下，材料浪費驚人…… ☆課程目的：

1.掌握精密注塑成型應具備的知識和實際技能；

2.降低注塑生產中的不良率、材料、時間浪費；

3.提升生產現場的管理水平；

4.解決生產的實際問題，提高注塑生產效率

☆課程大綱：

一、注塑成型概述：

1.注塑成型概念；

2.鎖模系統和主要部分；

3.鎖模結構類型；

4.機械式、液壓式、電動式的分別；

5.鎖模力的調校；

6.多段鎖模力和速度控制；

二、精密注塑成型概述：

1.精密注塑成型概念；

2.精密注塑成型的特點；

3.影響尺寸精度的因素；

三、精密注塑的收縮問題：

1.收縮問題的影響因素；

2.減小收縮率的措施：模具結構、成型條件；

四、精密注塑成型材料：

1.各種通用工程塑料的性能與特點；

2.常用的精密注塑材料特點；

五、精密注塑模具：

1.精密注塑模具的特點；

2.模具公差與成型收縮率；

3.模具精度與成型不良的關系；

4.澆注系統；

5.冷卻系統；

6.頂出、回位及抽芯系統；

7.排氣系統；

8.熱流道模具；

9順序閥式澆口技術；

10.疊層式熱流道系統、織物襯里注塑模；

六、精密注塑設備：

1.精密注塑機的特點與選用；

2.全液壓機與全電動機的性能、特點比較；

3.微型注射成型機；

4.除濕干燥機的特點與作用；

5.集中供料系統的特點與作用；

七、精密注塑成型工藝：

1.調機原則；

2.怎樣控制溫度；

3.怎樣控制壓力；

4.怎樣設定最佳的冷卻時間、開合模時間、射膠時間、保壓時間；

5.怎樣設定最佳背壓壓力、倒索位置、螺桿轉速；

6.注塑壓力與速度的關系；

7.機械手的作用；

8.模具監視系統的特點與作用；

9.模具壓力傳感器的特點與作用；

10.精密注塑成型的基礎工作；

八、薄壁注塑成型：

1.薄壁注塑成型的特征要求；

2.影響薄壁注塑成型的相關因素研究；

3.薄壁注塑成型的技術要領；

4.薄壁注塑成型注意事項；

九、精密注塑成型新技術：

1.共注射成型；

2.注射-壓縮成型；

3.超精模壓成型；

4.微注射成型；

5.微發泡成型；

6.多組分注射成型；

7.模內裝飾和模內層壓成型；

8.金屬粉末注射成型；

十、注塑常見缺陷案例分析：

培訓師收集的大量真實案例，有縮水、缺膠、氣紋、烘印、頂出不良、應力殘留、爆裂、困氣、變形翹曲、夾線、披鋒、浮纖、水口位置設計不良、膠厚設計不良、水路設計不良、頂出設計不良等等。既有工藝不佳的案例，也有材料使用不當的案例，又有模具設計不良的案例，內容豐富，實用、有效！是本課程的重點與價值所在！

第五篇：選擇性激光燒結成型技術的工藝與應用

選擇性激光燒結成型技術的研究與應用

摘要：介紹了選擇性激光燒結成型技術的基本原理、工藝過程和特點，闡述了激光燒結技術的材料和設備的選擇，列舉了激光燒結技術在各個領域特別是模具制造領域的應用，并且分析了現有技術中存在的問題以及前景的展望。關鍵詞：快速成型；選擇型激光燒結（SLS）；模具制造 1.引言

快速原型技術（Rapid Prototyping，PR）是一種涉及多學科的新型綜合制造技術。它是借助計算機、激光、精密傳動和數控技術等現代手段，根據在計算機上構造的三位模型，能在很短時間內直接制造產品模型或樣品?？焖僭图夹g改善了設計過程中的人機交流，縮短了產品開發的周期，加快了產品的更新換代速度，降低了企業投資新產品的成本和風險。

選擇性激光燒結機技術（Selective Laser Sintering，SLS）作為快速原型技術的常用工藝，是利用粉末材料在激光照射下燒結的原理，在計算機控制下層層堆積成型。與其他快速成型工藝相比，其最大的獨特性是能夠直接制作金屬制品，而且其工藝比較簡單、精度高、無需支撐結構、材料利用率高。本文主要介紹選擇型激光燒結成型技術的基本原理、工藝特點、材料設備選擇以及應用等內容。2.選擇性激光燒結技術（SLS）

2.1 選擇性激光燒機技術（SLS）的基本原理和工藝過程

選擇性激光燒機技術（SLS）工藝是一種基于離散-堆積思想的加工過程，其成形過程可分為在計算機上的離散過程和在成形機上的堆積過程，簡單描述如下：

（1）離散過程。首先用CAD軟件，根據產品的要求設計出零件的三維模型，然后對三維模型進行表面網格處理，常用一系列相連三角形平面來逼近自由曲面，形成經過近似處理的三維CAD模型文件。然后根據工藝要求，按一定的規則和精度要求，將CAD模型離散為一系列的單元，通常是由Z向離散為一系列層面，稱之為切片。然后將切片的輪廓線轉化成激光的掃描軌跡。

（2）堆積過程。首先，鋪粉滾筒移至最左邊，在加工區域內用滾筒均勻地鋪上一層熱塑性粉狀材料，然后根據掃描軌跡，用激光在粉末材料表面繪出所加工的截面形狀，熱量使粉末材料熔化并在接合處與舊層粘接。當一層掃描完成后，重新鋪粉、燒結，這樣逐層進行，直到模型形成。因而SLS工藝是一種基于離

散堆積成形的數字化生產技術，通過離散把復雜的三維制造轉化為一系列的二維制造的疊加，把零件的制造過程轉化為有序的簡單單元體的制造與結合過程，其意義是十分深遠的。

圖1 SLS工藝基本原理

2.2 選擇性激光燒機技術（SLS）的工藝特點

（1）SLS技術可以制成幾何形狀任意復雜的零件模具，而不受傳統機械加工方法中刀具無法到達某些型面的限制。

（2）制造過程中不需要設計模具，也不需要傳統的刀具或工裝等生產準備工作，加工過程只需在一臺設備上完成，成形速度快。用于模具制造，可以大大地縮短產品開發周期，降低費用，一般只需傳統加工方法30%-50%的工時和20%~35%的成本。

（3）實現了設計制造一體化。CAD數據的轉化(分層和層面信息處理)可100%地自動完成，根據層面信息可自動生成數控代碼，驅動成形機完成材料的逐層加工和堆積。

（4）屬非接觸式加工，加工過程中沒有振動、噪聲和切削廢料。（5）材料利用率高，并且未被燒結的粉末可以對下一層燒結起支撐作用，因此SLS工藝不需要設計和制作復雜的支撐系統。

（6）成形材料多樣性是選擇性激光燒結最顯著的特點，理論上凡經激光加熱后能在粉末間形成原子聯接的粉末材料都可作為SLS成形材料。目前已商業

化的材料主要有塑料粉、蠟粉、覆膜金屬粉、表面涂有粘結劑的陶瓷粉、覆膜沙等。

3.選擇性激光燒機技術（SLS）的材料和設備 3.1 選擇性激光燒結快速成型材料

選擇性激光燒結工藝材料適應面廣，不僅能制造塑料零件，還能制造陶瓷、石蠟等材料的零件。特別是可以直接制造金屬零件，這是SLS工藝頗具吸引力。

用于SLS工藝的材料有各類粉末，包括金屬、陶瓷、石蠟以及聚合物的粉末，其粉末粒度一般在50-125微米之間。間接SLS用的復合粉末通常有兩種混合型式：一種是粘結劑粉末與金屬或陶瓷粉末按一定比例機械混合；另一種則是把金屬或陶瓷粉末放到粘結劑稀釋液中，制取具有粘結劑包裹的金屬或陶瓷粉末。實驗表明，后者制備雖然復雜，但燒結效果較前者好。

國外的許多快速原型系統開發公司和使用單位開發了許多適合于快速原型工藝的材料，其中在SLS領域，以DTM公司所開發的成型材料最具代表性。我國的快速成型材料及工藝研究相對落后，目前還處于起步階段，與國外相比還有較大差距。雖然已有多家單位進行了研究，但還沒有專門的成型材料生產及銷售單位。

3.2 選擇性激光燒結快速成型制造設備

研究選擇性激光燒結設備工藝的單位有美國的DTM公司、3D Systems公司、德國的EOS公司，以及國內的華中科技大學、北京隆源公司和中北大學等。其中，國內華中科技大學的HRPS—ⅢA激光粉末燒結系統，在SLS掃描系統、切片模塊、數據處理、工藝規劃、和安全監控等技術方面有自己先進的特點。

圖2 選擇性激光燒結設備

4.選擇性激光燒機技術（SLS）的應用

4.1 選擇性激光燒機技術（SLS）在快速原型制造中的應用

可快速制造設計零件的原型，及時進行評價、修正以提高產品的設計質量；使客戶獲得直觀的零件模型；制造教學、試驗用復雜模型。單件或小批量生產。對于那些不能批量生產或形狀很復雜的零件,利用SLS 技術來制造,可降低成本和節約生產時間,這對航空航天及國防工業更具有重大意義。4.2 選擇性激光燒機技術（SLS）在模具制造中的應用

（1）采用SLS技術直接制造模具。美國DTM公司于1994年推出Rapid Steel制造技術，在SLS—2000系統中燒結表面包覆樹脂材料的鐵粉，初次成形零件后，置人銅粉中再一起放人高溫爐進行二次燒結，制造出的注塑模在性能上相當于7075鋁合金，壽命可達5萬件以上。

（2）采用SLS技術快速制作高精度的復雜塑料模，代替木模進行砂型鑄造。或者將鑄造樹脂砂作為巧燒結材料，直接生產出帶有鑄件型腔的樹脂砂模型, 進行一次性澆鑄。在鑄造行業中, 傳統制造木模的方法，不僅周期長、精度低，而且對于一些復雜的鑄件，例如葉片、發動機缸體、缸蓋等制造木模困難。采用SLS技術可以克服傳統制模方法的上述問題，制模速度快，成本低，可完成復雜模具的整體制造。

（3）選擇易熔消失模料作為燒結材料，采用SLS技術快速制作消失模，用于熔模鑄造，得到金屬精密制件或模具。運用SLS技術能制造出任意復雜形狀的蠟型，實現快速、高精度、小批量生產。

（4）根據原型制造精度較高的EDM電極，然后由電火花加工模具型腔。一個中等大小，較為復雜的電極，通常只需要4到8小時即可完成，而且復形精度完全能滿足圖紙的要求。福特汽車公司曾采用此技術制造汽車模具取得了滿意的效果。

（5）以SLS成形實體為母模，翻制硅橡膠模，石膏模，環氧樹脂模，或者通過RP技術制作模具的基本原型，然后對其進行表面處理，通過金屬冷噴涂或電鑄等方法，在原型表面形成一定厚度且具有一定強度、硬度和表面質量的薄膜制作模具。

（6）將RP技術與精密鑄造技術相結合，實現金屬模具的快速制造。上海

交通大學開發了具有我國自主知識產權的鑄造模樣計算機輔助快速制造系統，為汽車行業制造了多種模具，北京隆源自動成型系統有限公司也為企業制造了多種精密鑄模。

5.選擇性激光燒機技術（SLS）的現狀與展望

近十幾年來SLS技術得到了飛速發展，獲得了良好的應用效果，但作為一項新興制造技術，尚處于一個不斷發展、不斷完善的過程之中。目前,SLS技術存在能量消耗大、成形件內部疏松多孔、表面粗糙度較大，機械性能低等缺點，直接燒結金屬零件模具的技術也不成熟，需要復雜的后處理工藝，以此還有很大的發展空間。

（1）成形工藝和設備的開發與改進，以提高成型件的表面質量、尺寸精度和機械性能。

（2）新材料成型機理、成型性的研究與開發，為SLS 提供具有良好綜合性能的燒結粉末材料及形成快速成型材料的商品化。

（3）探索SLS 技術與傳統加工、特種加工等技術相結合的多種加工手段的綜合工藝，為快速模具、工具制造提供新的技術手段。

（4）后處理工藝的優化。利用SLS 雖可直接成型金屬零件，但成型件的機械性能和熱學性能還不能很好滿足直接使用的要求，經后處理后可明顯得到改善，但對尺寸精度有所影響，這就需要優化設計現有的后處理工藝以提高綜合質量。

我國SLS技術起步比較晚，起點比較低，雖然經過近幾年的發展取得了一系列的進步和成績，但同時應該清醒的認識到與國外先進水平的差距。因此，我們務必加緊包括選擇性激光燒結成型技術在內的快速原型技術的發展，以適應新形勢下制造業的國際競爭。6.結語

選擇性激光燒結技術（SLS），是一種基于離散—堆積思想的加工過程，根據所選材料的差異有不同的工藝方法和加工方式。由于自身優勢，SLS已經得到了飛速的發展和廣泛的應用，但也存在一些缺陷和不足。只有在實際工作中不斷積累經驗，才能設計出既滿足使用要求有滿足燒結工藝要求的模型。隨著SLS 技術的發展,新工藝、新材料的不斷出現,勢必會對未來的實際零件制造產生重大影響，對制造業產生巨大的推動作用。