2快速模具制造當前，快速模具制造有直接制造與間接復制兩大類辦法，有以下幾種形式的應用：用快速成形機制作的工件直接制作模具如用SLA的辦法直接制作摻有鋁粉的樹脂軟模，可用于上百件模具的注塑成形；用SLS辦法快基金項目：教育部留學回國人員重點基金項目（1998679），湖北省重點科技項目20002P201）速制作成形體，經燒結、滲金屬解決，可制作金屬模；還有其他正在開發的辦法，如美國Sandia國家實驗室開發的LENSLaserEngineeringNetShape）工藝等。

　　用快速成形件作母模，復制軟模具用快速成形件作母模，可制作硅橡膠、環氧樹脂、聚氨酯及其與金屬粉末混合材質的軟模具。可用作試制用注塑模，其模具壽命在100件以內，僅用于新產品試制。

　　用快速成形件作母模，復制金屬模具用快速成形件作母模，或用其復制軟模具，再采納鑄造、熔射等辦法制造金屬硬模具如各種鑄造模、注塑模、拉延模等），從而批量消費塑料件或金屬件。這種模具有良好的機械加工性能，可停止局部切削加工，以獲得更高的精度，或嵌入鑲塊、冷卻系統、澆注系統等，其模具壽命可達1000至數萬件。

　　上述快速制模辦法中，基于快速成形原理的直接制模法在外表及尺寸精度、力學性能等方面尚難以滿足高精度、高壽命模具制造的要求，且本錢高、尺寸規格受限制。以快速原型和熔射、鑄造等技術相聯合的間接制模法在直接制模法尚不成熟的狀況下，能消費出外表質量、尺寸精度和力學性能較高的金屬模具，實用化方面占有劣勢。因此，國內外這方面的鉆研十分活潑，目前已有許多應用實例，如3DSYSTEM公司的基于SLA原型的粉末成形+浸滲快9朱祖昌，李培耀，俞少羅。相變硬化激光熱解決的數值解及組織性能的預測。金屬學報，19961）105-111. 10管一弘，等。激光淬火溫度場及材料性能的數值模擬。中國激光，13管一弘，等。激光淬火熱致剩余應力的數值模擬。激光技術。1998 14張珊，胡清江，李寶林。模具激光熱解決。光電子激光，1990 16王國強，編著。實用工程數值模擬技術及其在ANSYS上的理論。

　　西安：西北工業大學出版社，1999-08.速復制工藝Keltool）、CEMCOM公司的鍍鎳+陶瓷復合NCC）工藝、華中科技大學的熔射快速制造金屬模具法1RST）等。

　　華中科技大學開發的等離子熔射制造金屬硬模技術，是以耐磨耐腐蝕的硬質合金為熔射材料，制造可用于中大批量消費的注塑模具、板材成形模具。這一辦法由快速原型或天然素材原型通過復制得到耐熱的被熔射原型，在該原型外表造成熔射層后以金屬鑄造對熔射層停止補強，最后去除被熔射原型即可得到模具。該辦法速度快，本錢低，所制造的模具具有精度高、壽命長、模具材料和尺寸不受限制等長處。因此，在汽車、摩托車、家電、建筑裝飾、日用輕工、玩具等行業的模具制造尤其是市場急需的汽車內外飾件和籠罩件模具）方面有廣大的應用前景。

　　本文就等離子熔射高熔點合金快速制造金屬注塑硬模技術辦法，以及試制花紋注塑模具的注塑試驗作一介紹。

　　3等離子熔射制造金屬注塑硬模的工藝辦法該工藝是在耐熱的被熔射原型上，用等離子熔射辦法造成一層高熔點的硬質耐磨耐腐蝕的金屬熔射層，再在該熔射層反面澆注背襯金屬補強材料，去除原型后即得模具型腔）。

　　2P原型或實物主模型橡膠模被熔射原型熔射一金屬材料補強一離型金屬型腔熔射制模工藝道路模具制作過程的各個環節和工藝參數對模具的質量都有不同程度的影響，下面對其中的主要影響因素停止剖析。

　　3.1原型制作所用的原型可以是RP原型、傳統加工的木材或塑料原型、天然素材原型、已有產品原型等。由于RP原型所用的材料多為光敏樹脂、紙等，無法承受高熔點材料熔射時的高溫熱變形，因此須要用復制的辦法制作耐熔射高溫的被熔射原型。

　　被熔射原型應具有較好的強度、熱傳導性、高溫化學穩定性和尺寸穩定性，且可以與熔射材料相潤濕。此外，原型的制造工藝應簡略，本錢低，并且在補強工序后容易去除。基于此，我們采納了陶瓷粉末制作被熔射原型。

　　3.2等離子熔射過程等離子弧由于受熱收縮效應、磁收縮效應和機械壓縮作用的影響，能量高度集中，可將高熔點材料瞬時熔融并高速噴打在被熔射原型上，造成高質量的熔射層，以此制作的模具型腔外表性能優異。

　　影響等離子熔射質量的因素有：①電功率輸入。功率一般要按熔射粉末的成分、粒度、熔點而定。詳細選用準則是：關于熔點高、粒子大、導熱性差的粉末，應選大功率；當送粉量大，或粉末在等離子焰停留工夫短時，也應選大功率。

　　工作氣體的品種和流量。工作氣體有氬氣、氮氣、混合氣。氣種對等離子弧溫度和熱焓有顯著影響，氮弧的熱焓比氬弧的高，因此氮弧的溫度比氬弧高，但氬弧引弧容易，弧壓低，且具愛護氣性質。

　　氣體流量對弧壓、焰流速度和焓值影響也較大。

　　若流量適宜，等離子弧焚燒穩定，粒子熔化好，則熔射層質量好。

　　粉末性質。細粉噴涂效率低，但涂層致密，復制性良好。假如太細則易蒸發，且易在噴嘴口造成滴珠而堵槍；太粗則熔化不良。粉末顆粒的形狀一般應呈球形、水滴形，粒度一般為200目以上。

　　送粉量及送粉方式。在一定的電功率下，送粉量必需均勻適宜。送粉量太大，則大量粉末未熔化，影響涂層的強度；送粉量太小，不只堆積率低，而且粉末粒子過燒。此外，送粉量的均勻性、送粉氣的品種、流量對熔射層質量也有很大的影響。

　　送粉方式有槍外送粉和槍內送粉兩種。槍外送粉，粒子在等離子弧中停留工夫短，不容易過燒，不會呈現堵塞、滴珠，但粉末飛散較大，利用率低；槍內送粉，粒子的加熱較槍外送粉好，粉末利用率高。

　　被熔射型的預熱溫度。等離子熔射法制作模具型腔與等離子噴涂不同，它不須要熔射層和被熔射型結實聯合，而要求熔射層和基體之間有一定的聯合力，但又不能聯合得太牢，否則不易離開。為此，被熔射型應與熔融噴涂粒子有良好的潤濕性，而經預熱的被熔射型能進步這種潤濕性。此外，作為模具工作層，熔射層還須有一定的厚度和強度。

　　操作條件。熔射間隔影響粒子的飛行工夫。熔射間隔過小，等離子弧對被熔射型加熱而溫升過高，使熔射層過熱，內應力增大，招致熔射層脫落、開裂；熔射間隔過大，粒子在地面急冷，動量下降大，招致熔射層與基體聯合力小，堆積率低，氣孔多。因此，熔射間隔的選取要適宜。

　　熔射槍與基體的角度較小時，因遮蔽效應“，熔射層孔隙率增大，熔射層硬度較低；當角度增大時，熔射層硬度升高。一般應盡量使熔射槍垂直于被噴涂面。噴槍掃描速度低時，單位工夫達到某處的粉末粒子多，可制得較厚的熔射層，但容易引起熔射層過熱，造成較大的熱應力。

　　上述各種因素互相關聯、互相影響，所以，熔射條件需依據不同的基體和熔射材料來詳細確定。本實驗使用LU-600等離子熔射機，781噴槍，在選取適宜的熔射工藝參數后如熔射功率、送粉量、熔射間隔、熔射角度及熔射槍挪動速度等），對被熔射原型施行熔射，造成一層高質量耐磨耐腐蝕的不銹鋼熔射層。由于實際應用涂層的厚度一般要1mm以上，因此在熔射過程中，需停止熔射層熱應力的控制，避免熔射層在熔射過程中由于熱應力引起的開裂和剝離。

　　3.3背襯補強用等離子熔射層可以把被熔射型外表形貌復制下來，但由于熔射層薄，熔射層的強度有限，所以不能直接用作模具型腔，必需停止背襯解決，填充補強材料，以進步強度，滿足使用性能。常用的補強材料有環氧樹脂、低熔點合金以及含有金屬粉末的樹脂基復合材料。若模具型腔在使用時要停止加熱或冷卻，可在背襯時將加熱管或冷卻管埋入其中。因此，用這種辦法制作的注塑模易于設置加熱或冷卻系統。3.4脫模辦法脫模可采納毀壞性脫模或非毀壞性脫模。毀壞性脫模是用機械、化學溶解等辦法把被熔射原型毀壞而與熔射層分別，非毀壞性脫模是不毀壞原型而與熔射層分別。

　　是外表潤滑的籠罩件快速原型，是經熔射、背襯補強后制得的模具型腔。

　　4注塑實驗為了測驗熔射法制造的型腔的注塑成效及模具壽命，我們停止了注塑試驗。試驗模具如，為一帶花紋的壓蓋，型腔模面材料為不銹鋼粉末涂層，背襯材料為鋅合金，鑄造補強時預埋了環狀冷卻水管，模具導熱性良好。在消費條件下，消費了各100件左右的PP、PE、ABS材質的塑料件產品，塑料件上的花紋生動栩實，立體感強）。帶花紋的型腔在承受40、50、60、70、80、100MPa注塑壓力下，沒有產生任何破損。

　　5結論本文停止了等離子熔射快速制造金屬注塑硬模工藝鉆研，并對試制的花紋熔射型腔停止了注塑實驗，獲得了如下結果：（）該工藝所制金屬注塑模能制得花紋逼真、立體感強的塑料件，可用于汽車、摩托車、家電、輕工、玩具等行業塑料模具及產品的試制和批量消費。）用鐵鉻合金制得的模具型面，外表均勻硬度可達6+0相當于689+），型面耐磨、持久、耐腐蝕。補強的鋅合金硬度為67904+0，能承受一定的注塑壓力，熱傳導性好，能滿足正常消費條件的須要。