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手板模型的加工方式有哪些?

神仙太保
2020-10-21 15:41:43

上一篇我们介绍了手板是什么、手板的用处以及有哪几类手板,这一篇我们将介绍手板的几种加工方式。

 

进行手板制作之前要先根据你的产品需求确定选择何种加工方式,手板模型的加工方式可以分为CNC、3D打印、硅胶复膜、低压灌注、快速模具等。

 

CNC

 

计算机数字控制机床(Computer Numerical Control,简称CNC),一般通指计算机数字化控制精密机械加工,CNC加工车床、CNC加工铣床、CNC加工镗铣床等。通常用CAM(计算机辅助制造)软件自动读取CAD(计算机辅助设计)文件并生成G代码程序,对数控机床进行控制。

 

CNC是目前在国内应用较广泛的手板制作方法。CNC加工主要材料有:ABS、PC、PMMA、PA、POM、PE、电木。其中ABS是最常见也最常用的塑胶材料,PC、PMMA为加工透明件手板所用,PC为半透明状态,PMMA为全透明状态。CNC加工精度可以达到±0.05mm。

手板制作
CNC加工手板

CNC加工的主要优点:

  • 加工质量稳定,加工精度高,
  • 具有可重复性,重复精度高,可以生产
  • 表面效果较好
  • 较手动加工而言,可以完成较复杂外形的零件

 

CNC加工的主要缺点:

  • 材料利用率不高
  • 需考虑夹具设计
  • 太过复杂的结构无法实现,封闭式结构和一些特殊结构无法加工
  • 效率,复杂的结构需多次加工成型,且一次性只能加工一个零件
  • 存在人为的操机失误或装夹不良导致的加工出错
  • 时间成本高,复杂结构需拆分编程工作量大,加工时间长
  • 人工成本高,需专业编程人员、专业操机人员,加工完成需打扫机床、清理废料等
  • 设备成本高,机床设备费用昂贵,要求维修人员具有较高水平。

 

3D打印

 

增材制造技术(Additive Manufacturing,AM)俗称3D打印,以数字模型文件为基础,融合计算机辅助设计、材料加工与成型等技术,通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料,按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积,制造出实体物品。

 

3D打印包括SLA、SLS、SLM以及FDM等技术,SLA技术材料多为树脂;SLS技术的材料为蜡粉及塑料粉;FDM的材料一般是热塑性材料,如蜡、ABS、尼龙等,以丝状供料涵盖了绝大多数市面上制作产品的种类。

 

3D打印制作手板模型因其众多优势在众多领域受到了越来越多的青睐,如医疗健康、智能机器人、无人机、智能家居、汽车等行业。

手板制作
白令三维3D打印手板

3D打印加工的主要优点:

  • 极高的材料利用率
  • 高精度,精度误差达到±0.1%
  • 无加工出错
  • 表面成型质量高
  • 不受形状、结构限制,能制造高复杂度的三维模型,加工各种复杂曲面及异形结构,能制作非常精细的细节、包括多种薄壁结构
  • 无须特殊工装和工具,无需考虑任何夹具设计
  • 效率高,只要托盘尺寸足够一次性可加工多个零件,一次成型,去除支撑后得到即完整样品,
  • 时间成本低,比CNC制造时间更短,缩小了生产成本和时间成本,
  • 人工成本低,导入STL格式文件即可打印,工艺过程全自动,CAD数据驱动,无需人工值守自带驱动软件快速计算出打印时间及所需材料,无需专业培训,无需复杂维护,打印完成后快速简单清扫工作台材料丝

 

3D打印加工的主要缺点:

  • 金属和大件的产品费用比较高

 

随着3D打印技术的发展,金属材料3D打印的产品性能越来越好,开始在一些行业中发挥出优势,对于一些复杂结构的金属产品,采用传统CNC加工是很难加工的,而且加工的成本也很高,有了金属3D打印服务,这部分的产品采用3D打印金属来做成为越来越多公司的选择。

手板制作

 

硅胶复膜

 

真空复模是利用产品原型(如:SLA或手板加工)在真空状态下制作出硅胶模具,并在真空状态下用PU 材料进行浇注,从而克隆出与产品原型相同的复制件。

 

真空复模是目前使用最普遍的手板复制技术,用于改变产品原型的材质、组装样机或进行产品小批量生产等方面,满足产品开发过程中的性能测试、市场推广、送检、审批等需求;选用不同的PU材料,可以复制橡胶零件、透明零件、耐高温零件等;但真空复模普通PU 材料较脆、韧性及耐高温都比较差。

硅胶复膜

小批量手板制作,一般是采用真空硅胶复模的方法来做,因为这种硅胶复模制作周期短,价格便宜,容易占领市场。正常情况下硅胶模具的使用寿命是15-20次。在真空条件下,对浇注料进行脱泡、搅拌、预热、注型,并在恒温箱中进行二次固化成型,硅胶复模的手板模型可以达到ABS等材质的强度和硬度。

 

 

低压灌注

 

低压灌注是相对于高压注塑而言。主要材料是环氧树脂,所用压力可达30-50公斤/cm2。相比硅胶复模(真空复模),在物理性能上要好得多,手板复模可以达到注塑产品物理性能的80%-90%。它的缺点同硅胶复模一样,尺寸、精度不高,不是真正的塑料,批量适合于5-50个。

 

 

快速模具

 

快速模具也称简易模具,它是将正式模具结构简化,再按正式模具的制作过程制作出来,通过塑胶机的注塑和CNC的加工,最后以达到图纸要求,是模具工艺和机加工工艺有机地结合。

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