怎么制作手板模

制作手板模(即手板模型的模具)通常用于小批量生产或复制手板样品。以下是制作手板模的常见方法和步骤,尤其是 硅胶复模 这种主流工艺:

一、硅胶复模的基本概念

硅胶复模是通过制作一个原型(手板样品),然后用硅胶材料制作模具,最后通过浇注材料(如聚氨酯、环氧树脂等)复制出多个零件。这种方法适合小批量生产(通常10~100件),成本低且效率高。

二、制作手板模的详细步骤

1. 制作原型(手板样品)

原型要求

原型可以是3D打印、CNC加工、手工制作或其他工艺制作的样品。

原型需要具备完整的细节和准确的尺寸,确保模具复制的零件与原型一致。

常用原型材料

3D打印材料(PLA、ABS、树脂等)。

CNC加工材料(铝合金、树脂、木材等)。

手工材料(黏土、泡沫、石膏等)。

2. 设计和分型面

分型面:确定原型的切割位置(分型面),以便将模具分成上下两部分。

脱模斜度:在原型设计时,需预留一定的脱模斜度(通常1~5°),方便零件从模具中取出。

3. 制作硅胶模具

材料准备

硅胶:工业级缩合型或加成型硅胶(如PlatSil®、Smooth-On)。

固化剂:根据硅胶类型添加(如缩合型硅胶需添加催化剂)。

基材:用于放置原型的平整底盘(如玻璃、亚克力板)。

脱模剂:防止硅胶粘附在原型上(如凡士林、专用脱模蜡)。

制作步骤

涂抹脱模剂

在原型表面均匀涂抹脱模剂(如凡士林),防止硅胶固化后粘附在原型上。

对于复杂结构,可多次涂抹脱模剂并检查覆盖效果。

固定原型

将原型放置在平整的基材上,确保位置稳定。

如果原型较轻,可用重物压住或用夹具固定。

混合硅胶

根据硅胶说明书,按比例混合硅胶和固化剂(如10:1)。

搅拌均匀,避免产生气泡。

浇注硅胶

将混合好的硅胶缓慢倒入原型周围,确保完全覆盖原型。

硅胶高度需超过原型最高点,以保证模具厚度(通常5~10mm)。

固化硅胶

等待硅胶自然固化(时间根据硅胶类型和环境温度,通常4~24小时)。

加成型硅胶可能需要加热固化(如60°C下1~2小时)。

分割模具

硅胶固化后,将模具从基材上取下。

用刀具或锯子沿分型面切开模具,分成上下两部分。

4. 浇注复制零件

材料准备

浇注材料:聚氨酯(PU)、环氧树脂、石膏、低熔点金属等。

脱模剂:再次涂抹在硅胶模具内表面,防止零件粘模。

浇注步骤

混合浇注材料

根据材料说明书,按比例混合树脂和固化剂(如聚氨酯A/B胶)。

搅拌均匀,避免气泡。

浇注材料

将混合好的材料缓慢倒入硅胶模具中,确保填满所有细节。

振动模具或使用真空脱泡机排除气泡。

固化零件

等待材料自然固化(时间根据材料类型,通常1~24小时)。

加温或紫外线固化的材料需按说明书操作。

脱模

固化后,轻轻分开硅胶模具,取出复制的零件。

检查零件是否完整,如有缺陷可修复或重新浇注。

三、其他手板模制作工艺

除了硅胶复模,还可以根据需求选择其他工艺:

1. 树脂模具(RTM)

适用场景:高精度、高强度零件的小批量生产。

工艺特点

使用树脂和纤维材料(如玻璃纤维)制作模具。

模具强度高,可承受更多次浇注。

2. 金属模具(如铝模)

适用场景:中大批量生产或需要高精度的零件。

工艺特点

通过CNC加工或铸造制作金属模具。

成本高,但寿命长,适合大规模生产。

3. 3D打印模具

适用场景:复杂结构或低强度需求的零件。

工艺特点

直接3D打印模具(如SLS尼龙模具)。

成本低,但耐久性较差,适合小批量生产。

四、注意事项

原型处理

原型表面需光滑,无缺陷,否则复制的零件会有同样的问题。

复杂结构(如深孔、薄壁)可能需要分段制作模具。

硅胶选择

缩合型硅胶成本低,但固化时会释放酒精气味;加成型硅胶更环保,但价格较高。

根据原型材料和浇注材料选择耐高温的硅胶。

脱模剂使用

脱模剂必须均匀涂抹,否则会导致零件粘模或细节丢失。

对于特殊材料(如环氧树脂),需使用专用脱模剂。

浇注材料选择

聚氨酯(PU)适合大多数场景,成本低且易于加工。

环氧树脂适合高精度、高强度零件,但固化时间较长。

石膏适合低成本、低强度零件(如艺术品、模型)。

模具保护

使用后及时清理模具,避免残留材料影响下次使用。

硅胶模具避免接触尖锐物体,防止划伤或破裂。

五、总结

制作手板模的核心步骤是:制作原型 → 制作硅胶模具 → 浇注复制零件。硅胶复模是一种成本低、灵活性高的小批量生产方法,适合手板模型的复制和验证。根据需求,还可以选择树脂模具、金属模具或3D打印模具等工艺。

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