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金型産業におけるラピッドプロトタイピング技術の応用
ラピッド プロトタイピング テクノロジー (以下、RP) は、コンピューター支援設計、精密機械、CNC レーザー技術、材料科学を統合した新興テクノロジーです。 離散スタッキングの原理を使用して、設計されたオブジェクトの CAD モデルを物理サンプルに変換します。 RP技術は三次元物体を二次元平面積層造形に変換する原理を採用しているため、物体の構成の複雑さに敏感ではなく、物体が複雑であればあるほど、その優位性をより反映できます。 。
RPMによる高速金型製造法
金型は製造に欠かせない手段であり、その中でも鋳造型、射出成形型、プレス型、鍛造型が最も多く使用されています。 伝統的な金型の製造方法は、木材や金属のブランクに旋削、フライス加工、平削り、穴あけ、研削、電食、その他の加工を施し、必要な金型の形状とサイズを得るというものです。 この方法は時間と費用がかかり、特に自動車、オートバイ、家電製品に必要な一部の大型金型の場合、数十万元以上の費用がかかる場合が多く、生産サイクルは数か月、場合によっては1年かかることもあります。 しかし、RPM技術に基づくRTは直接的または間接的に金型を製作するため、金型の製作時間が大幅に短縮され、コストが大幅に削減されます。
1. ラピッドプロトタイピングマシンを使用して金型を直接作成します。 一部のラピッドプロトタイピングマシンで作成されたワークピースは機械的強度と安定性が優れているため、ラピッドプロトタイピング部品を直接金型として使用できます。 たとえば、Stratasys の TITAN ラピッド プロトタイピング マシンの PPSF 部品は広葉樹と同じくらい硬く、300°C の高温に耐えることができます。 表面処理（ワニス、ポリマー材料、金属のスプレーなど）後、砂型鋳造木型や低融点合金鋳型として使用できます。 , インベストメント鋳造用の射出成形金型や加圧金型の試作。 砂型鋳造用の木型として使用すると、繰り返し50～100個の砂型を作ることができます。 ワックス型として使用する場合、100個以上のワックス型に繰り返し注入することができます。 FDM ラピッド プロトタイピング マシンの ABS ワークピースは、熱可塑性バインダーで包まれた金属粉末を選択的に融合して、金型の半製品を形成できます。 金属粉末を焼結し、その細孔に第2の金属（アルミニウム）を浸透させて金型を作ります。
2. ラピッド プロトタイピング パーツをマスター モールドとして使用し、ソフト モールドをコピーします (ソフトツーリング) ラピッド プロトタイピング パーツをマスター モールドとして使用し、ワックス、シリコーン ゴム、エポキシ樹脂、ポリウレタンなどの柔らかい素材に注入してソフト モールドを形成できます。ゴムとエポキシ樹脂の型（つまり、ワックス型の圧縮成形）を最初に流し込み、次にワックス型を流し込みます。 このうち、ワックス型はインベストメント鋳造に使用でき、シリコーンゴム型、エポキシ樹脂型なども使用できます。 試作用射出成形金型や低融点合金鋳造金型としてご利用いただけます。
3. ラピッド プロトタイピング パーツをマスター モールドとして使用し、ハード モールドをコピーする (アイアンツーリング) ラピッド プロトタイピング パーツをマスター モールドとして使用するか、そこからコピーされたソフト モールドを使用して、石膏、セラミック、金属ベースの合成材料、金属、硬質成形品を流し込む (またはコーティングする) ことができます。プラスチックや金属部品を量産するための金型（各種鋳造金型、射出成形金型、ワックス金型、圧縮金型、延伸金型など）。 この種の金型は優れた加工性能を備えており、より高い精度を得るために部分的に切断したり、インサート、冷却システム、注湯システムなどに挿入したりすることができます。 金属ベースの合成材料で作られたワックスモールドの金型寿命は、1,000 ～ 10,000 個に達します。
RP技術に支えられたRT（Rapid Tooling）は、新製品の開発サイクルを短縮し、顧客の意図に合わせてカスタマイズされた市場性の高い多品種少量製品をできるだけ早く市場に投入するために開発されました。 新しい製造技術。 製品開発および製造技術の進歩、ならびに斬新で特異かつ変化しやすい市場の消費志向の継続的な追求により、製品（特に消費財）のライフサイクルがますます短くなっているのは、議論の余地のない事実です。 例えば、自動車、家電、コンピューターなどの製品は、高速金型製造技術を使用して成形されます。 従来の金型製作に比べて生産サイクルは1/3～1/10、生産コストは1/3～1/5で済みます。 したがって、先進工業国では、製品開発期間と金型生産サイクルを短縮するための重要な研究テーマおよびコア製造技術の 1 つとして RP/RT が採用されています。 私の国も急速製造の研究、開発、応用を始めています