[发明专利]一种快速精密模具制备方法

摘要

本发明公开了一种快速精密模具制备方法，第一步建立三维模型并分割成零件模块；第二步激光烧结制取零件模块；第三步，将件模块进行超声波焊接。本发明采用激光烧结制作模具使用模具材料广泛且无浪费、成本低，只要进行3d建模后就可以快速制造出结构复杂的原型；而本申请采用分割设计，将整个模具进行拆分，激光烧结后再超声波焊接，可以满足大型模具的制备需求。超声波塑料焊接优点焊接速度快，焊接强度高、密封性好；采用聚苯乙烯，其是一种无色透明的热塑性塑料，具有高于100℃的玻璃转化温度，烧结稳定且快速，同时收缩率波动小，一般在0.2％～0.6％；其中超声波焊接无污染且不会损伤工件；焊接过程稳定。

主权项

一种快速精密模具制备方法，其特征在于：第一步，将模具通过三维建模软件进行建模优化设计，通过建模获取建立目标模具的整体三维模型，然后通过三维建模将建模的三维模型进行拆分成多个体积较小结构简单的零件模块，同时在拆分处增设连接加固结构；第二步，将各个零件模块的三维模型进行切片处理，将切片处理后的数据输入到工控机中，并针对不同零件的厚度、尺寸、弧度等参数设置工艺参数，将聚苯乙烯粉末加入到激光烧结3D制造机中，然后将聚苯乙烯粉末均匀地铺在工作台上并被加热至加工温度，启动激光器，调节激光器的脉冲及扫描器的扫描角度，使激光束与工作台在一个二维层面进行扫描，激光束烧结之后，工作台下移一个单位，再铺聚苯乙烯粉，激光束烧结，逐层烧结，最终得到激光烧结零件模块；第三步，将激光烧结好的零件模块进行清洗打磨，然后将零件模块逐一拼接在一起，通过连接加固结构将其固定，通过超声波焊接机的焊头对准连接缝隙进行超声波焊接；第二步中所述激光束在加工平面上扫描的方式为分区域扫描，激光功率为12～18W，扫描速度为1500mm/s，扫描间距为0.12～0.16mm，粉层厚度为0.08～0.22mm，加工温度为90～110℃；第三步中所述焊接机传递至焊接头的频率为20kHz，所述焊接头的振幅为16～9Om，触发压力为60～750N，最高压力在1.8～3.0kN，输出功率为600～2400W；所述聚苯乙烯粉末中加入有质量百分比为0.02％～0.08％滑石粉、0.03％～0.09％A l2O3和0.04％～0.12％CaCO3。