众所周知，添加剂技术对于快速建模和注塑件模具原型设计的优势在于可以明显缩短产品上市时间，并迅速制造出高品质的零件。今天，一种在数字上创纪录的工艺和材料可用于快速制造，那就是新一代的高耐用性光固化（SL）光敏树脂＋填充物的制造方法，它能够用于如3D印刷、超强的铝填充环氧树脂加工系统和多轴数控研磨设备中。
Advanced Prototype Molding公司（Palantine，IL）发现快速生产的零件，包括汽车零部件、消费类电子产品、家电和商用设备的外壳等，通过使用光固化成型和环氧树脂铸造加工技术，能够很好的满足客户的成本需求。运用这种工艺，再使用数控设备加工模具底部所需要的金属镶块，可以得到高质量的产品，这就是直接从模具原型实现最终钢工件加工的过程。实践证明，Advanced Prototype Molding公司的在最近几年获取了前所未有的复杂模具快速成型的能力。
项目评估
据Advanced Prototype Molding公司总裁Bruce Megleo先生介绍：“工程师通常不考虑光固化树脂和铝填充环氧树脂技术作为加工方法，他们经常会做出使用硬质刀具加工的决定。虽然使用硬质刀具加工仍然是高产出的合适方式，但是超过100000的注塑成型项目和正在制造的工件，其材料是磨料或超高温塑料时，客户几乎都会选择RenCast环氧工具（图1），生产的部件数量少和快速交货是至关重要的因素。”
图1 Advanced Prototype Molding公司使用RenCast环氧树脂结合机加工铝嵌块所制造的零件，
图中为ABS树脂组成的电机风扇
Advanced Prototype Molding公司的一位客户需要约100件铝制模具，用于生产一种计算机中的附件。Megleo先生说：“按照传统方法，发货需要8~10周，成本约42000美元。当使用Huntsman Advanced Materials 公司生产的RenCast 2000环氧树脂制造注塑模具时，只需要短短的两周时间，总费用为18000美元。”Advanced Prototype Molding公司的另一位客户在一个小型模具项目上要求Megleo先生比较一下铝和环氧树脂模具加工费用的差别。 比较的结果是：模具的价格大致相同，铝制模具的花费为8000美元，而环氧树脂铸模的花费为7500美元。但是其决定因素在于时间，铝制模具交货时间为4~5周，而环氧树脂铸造模具的交货时间仅为两周左右。所以，在项目中工程师理所当然的选择了环氧树脂工艺。
光固化的模具制造
对于大多数新的工件设计方案来说，从设计数据到实现生产的各个环节，快速加工是比较实用的方法。Advanced Prototype Molding公司的客户通常会提供其设计方案的电子版本，制造商将根据数据来确定模具的分型线，然后将信息提供给服务部门用来建造模具。在Megleo先生负责的许多项目中，都使用了RenShape光固化的7545光敏树脂。Huntsman光固化树脂具有良好的弯曲强度、拉伸强度和高延伸率可以产生更耐用的模具，同时可以承受环氧树脂模具制造工艺过程。
Megleo先生解释说：“我们支持使用光固化的方法制造模具，以确保产品能够承受环氧树脂浇注系统所产生的高温和负载，保持其尺寸精度。”使浇注的工件轻松地从光固化树脂模具中快速脱模也很重要。Advanced Prototype Molding公司发现，通过3D印刷方法制造的模具通常很难脱模。相比之下，光固化成型的模具可以通过抛光得到一个光滑的表面，同样有利于脱模。光固化成型可以用来制造注塑模具，尤其是用来进行高质量表面处理的热塑性工件生产所需的模具（图2）。
图2 RenCast 2000环氧树脂可以进行表面抛光处理，从而用来浇注表面要求极好的精美注件
环氧树脂模具
今天，使用光固化材料制造模具已经变得非常容易，和第一代光敏树脂相比模具的耐用性得到了明显改善。即使有大量的铝填充物，RenCast 2000环氧树脂也适合于零件的重复制造，产品的细节部分比传统的环氧树脂材料更加精致（图3、4）。
图3 RenCast 2000环氧树脂方法很好的复制了型腔的细节，模具使用了ABS树脂零件，该零件用于邮件处理设备
图4 RenCast 2000环氧树脂可以铸造各种的复杂细节
Megleo先生解释说：“Huntsman浇注系统为我们的模具制造提供了许多的选择。例如，当需要控制模具温度时，环氧树脂制造的模具可以方便的加入冷却管线（图5）。RenCast 2000环氧树脂可以为模具内附加铝加工的镶块做预留，尤其是复杂的或注塑成型过程中会过度损耗的模具。Advanced Prototype Molding公司通过一次浇注可以制造出单独的厚达1in（1in=25.4mm）的注塑模具。为了增加支撑，RenCast 2000环氧树脂要注入到铝模具的基部。大体积工件需要使用厚壁模具，作为经济型填充物在铸造时应加入大块的已经固化的环氧树脂。”
图5 对于一些模具注塑项目加入热管和冷却管线的要求，RenCast 2000环氧树脂能够很轻松的达到，图中为使用ABS树脂和PC的混合物浇注生产出来的有130个部件的零件
对于注射用模具，RenCast 2000环氧树脂提供了比传统的环氧树脂层压加工技术更加持久的耐用性，传统的环氧层压技术在生产25个零件后表面就会出现开裂。铝填充系统可以暴露在500°F的高温下，在操作周期为3.5~4min的加工条件下，可以完成一个空冷工具表面的三次浇注，其通常的注射压力为600~1500psi。
Megleo先生总结道：“五年前，工程师们在6周内能够得到零件是一件令人兴奋的事情。而现在，客户只能容忍两周的准备时间，甚至希望能够在四五天之内就得到零件。我们使用的光固化树脂和RenCast 2000环氧系统，正在帮助我们最大限度地缩短每个项目的交货时间，并且保证最终产品的外观、精度和总体质量。”(end)
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