第五章 快速成形材料选择(2)

工件。

快速成形

TDP型快速成形机可采用纯陶瓷粉作原材料。 型快速成形机可采用纯陶瓷粉作原材料。 型快速成形机可采用纯陶瓷粉作原材料 过程中， 在TDP过程中，用喷头向铺在工作台面上的一层陶瓷粉，选择 过程中 用喷头向铺在工作台面上的一层陶瓷粉， 性地喷洒粘结剂，使相应部分的陶瓷粉粘结在一起、 性地喷洒粘结剂，使相应部分的陶瓷粉粘结在一起、构成半成 然后，将此半成品置于加热炉中， 品。然后，将此半成品置于加热炉中，持其烧结成铸造用陶瓷 型壳。 型壳。 LOM型快速成形机用的陶瓷带也正在开发之中。 型快速成形机用的陶瓷带也正在开发之中。 型快速成形机用的陶瓷带也正在开发之中 目前研制的陶瓷带有两种： 目前研制的陶瓷带有两种： 一种称为整体陶瓷带， 一种称为整体陶瓷带， 另一种称为陶瓷复合带。 另一种称为陶瓷复合带。 其中，整体陶瓷带由碳化硅粉、碳和石墨构成， 其中，整体陶瓷带由碳化硅粉、碳和石墨构成，用标准刮浆 带浇注工艺制作，厚度为250µm。 带浇注工艺制作，厚度为 。 型快速成形帆上成形时， 在LOM型快速成形帆上成形时，层与层之间还需添加一种 型快速成形帆上成形时 溶剂，以便提高粘结效果。 溶剂，以便提高粘结效果。

快速成形

型快速成形机上得到半成品后， 从LOM型快速成形机上得到半成品后，须进行后处理，即 型快速成形机上得到半成品后 须进行后处理， 将半成品置于粉床中进行准均质加压， 将半成品置于粉床中进行准均质加压，使层与层之间完全 熔合。带上的粘结剂部分在粉床中烧除， 熔合。带上的粘结剂部分在粉床中烧除，部分随后在烘箱 中烧除。最后，用高温真空炉使工件进行反应粘合。 中烧除。最后，用高温真空炉使工件进行反应粘合。 陶瓷复合带的预浸料坯由单向 纤维丝(基底 和糠醛—酚 陶瓷复合带的预浸料坯由单向SIC纤维丝 基底 和糠醛 酚 的预浸料坯由单向 纤维丝 基底)和糠醛 醛热固性树脂制成。 醛热固性树脂制成。 其中树脂用作成形时的粘结剂， 其中树脂用作成形时的粘结剂，以及随后反应粘合过程中 碳的来源。 碳的来源。将这种预浸料坯层粘结到整体陶瓷带上便构成 陶瓷复合带。 陶瓷复合带。

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复合陶瓷带由 酚醛等组成， 复合陶瓷带由Si—C粉、康醛 酚醛等组成，也有用玻璃纤维 粉 康醛—酚醛等组成 和聚酯、聚酰胺等组成。 和聚酯、聚酰胺等组成。其中有机部分作为成形加工中的黏 合剂。 合剂。 加工完成后，复合陶瓷带需在惰性气体的保护下， 加工完成后，复合陶瓷带需在惰性气体的保护下，通过真空 烧结等工序来脱除其中的有机部分

, 烧结等工序来脱除其中的有机部分，并提高陶瓷型的强度和 密度。 密度。 缺点是：复合陶瓷带需要特殊加工，价格昂贵， 缺点是：复合陶瓷带需要特殊加工，价格昂贵，后处理的工 艺复杂，周期长，精度难以保证，应用不广。 艺复杂，周期长，精度难以保证，应用不广。

用陶瓷 带成形 工件的 过程

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5.3 间接复制用材料 .间接复制用材料：将快速成形机制作的工件当母模， 间接复制用材料：将快速成形机制作的工件当母模，用硅橡 金属基或陶瓷基合成材料、反应成形塑料和石膏等， 胶、金属基或陶瓷基合成材料、反应成形塑料和石膏等，可 以方便地复制模具、塑料件和金属件。 以方便地复制模具、塑料件和金属件。这些材料称作间接复 制用材料。 制用材料。 5.3.1 硅橡胶 硅橡胶有很好的弹性和复印性能，用它来复制模具时，可 硅橡胶有很好的弹性和复印性能，用它来复制模具时， 不考虑拔模斜度，基本不会影响尺寸精度。 不考虑拔模斜度，基本不会影响尺寸精度。 其中，硅橡胶又可分为室温硫化硅橡胶( 其中，硅橡胶又可分为室温硫化硅橡胶(RTV),和高温 室温硫化硅橡胶 ) 硫化硅橡胶(HTV)两种。 两种。 硫化硅橡胶 两种 室温硫化硅橡胶一般为非透明体、也有透明体。 室温硫化硅橡胶一般为非透明体、也有透明体。 非透明体 透明体

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例如， 是一种室温硫化非透明硅橡胶， 例如，RTV 585是一种室温硫化非透明硅橡胶，它在 ℃下 是一种室温硫化非透明硅橡胶 它在25℃ 加入催化剂、 小时后初步固化成弹性体 加入催化剂、经24小时后初步固化成弹性体，4天后的性能 小时后初步固化成弹性体， 天后的性能 如表5.6所示 所示。 如表 所示。

RTV141是一种室温硫化透明硅橡胶，它在25 ℃ 下加入固化剂，经24~ 是一种室温硫化透明硅橡胶，它在 下加入固化剂， 是一种室温硫化透明硅橡胶 ~ 48小时后初步固化成弹性体。如果将其加热至 ℃,1小时就能固化， 小时后初步固化成弹性体。 小时就能固化， 小时后初步固化成弹性体 如果将其加热至150℃ 小时就能固化 固化后的性能如表5.7所示 这种材料有很好的切割性能， 所示。 固化后的性能如表 所示。这种材料有很好的切割性能，用薄刀片就可 容易地咯其切开，并且切面间非常贴合。 容易地咯其切开，并且切面间非常贴合。 因此，用它来复制模具时，可以先不分上、下模，整体烧注出软模后， 因此，用它来复制模具时，可以先不分上、下模，整体烧注出软模后， 再沿预定分模面将其切开，取出母模，得到上、下两个软模。 再沿预定分模面将其切开，取出母模，得到上、

下两个软模。

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TEKSIL高温硫化硅橡狡，其硫化温度为170℃,它比室温硫 高温硫化硅橡狡，其硫化温度为 ℃ 高温硫化硅橡狡 化硅橡胶有更好的性能。 化硅橡胶有更好的性能。 其硬度为HSA55~75,抗压强度可达 ~ ,抗压强度可达12.4 ~62.1MPa,工作温 其硬度为 ， 度可达贩0 度可达贩 ~500 ℃ 。 用这种材料制成的锌合金离心铸造模的寿命可达200 ~500件， 用这种材料制成的锌合金离心铸造模的寿命可达 件 材料的价格为每千克16美元 美元。 材料的价格为每千克 美元。 普通室温硫化硅橡胶的价格为每千克32美元 中国产的低于 普通室温硫化硅橡胶的价格为每千克 美元(中国产的低于 美元 100元人民币 。 元人民币)。 元人民币 用这种材料制作的模具可以浇注聚氨脂，构成塑料零件， 用这种材料制作的模具可以浇注聚氨脂，构成塑料零件，其 模具寿命可达20件以上 件以上。 模具寿命可达 件以上。