快速模具：工艺、优点和应用

需要 效率和敏捷性 不断变化的制造环境导致了创新工艺的发展。 其中之一就是“快速加工”。 快速模具对于缩短产品开发周期至关重要，使制造商能够快速将其设计从想法变为现实。

快速模具也称为原型模具、原型模具、软模具。 它可以让您轻松获得零件。 其特点是成型周期短、成型成本低、工艺简单、易于推广。 此外，快速模具可以满足特定的功能要求，同时提供良好的整体经济效益。

继续阅读以了解快速模具的基础知识，从其定义到其各种应用和优点。

什么是快速模具？

快速模具加工过程涉及快速创建用于制造目的的模具和模具。 这是快速制造方法的一个重要方面，有助于更快、更高效地生产功能部件和原型。 快速模具是两者之间的重要纽带 快速原型 和传统的加工方法。 它提供了一个 经济高效且节省时间 的解决方案。

快速模具的主要目标是加速 工装生产流程。 从而使制造商能够快速从设计阶段过渡到实际制造。 通过增材制造等先进技术 数控加工，快速模具可以提高模具和工具的生产精度并缩短交货时间。 下面，我们将从成本、交货时间、速度、材料和应用方面比较快速模具与其他制造工艺。

快速模具与快速原型制作

快速模具和快速原型制作在动态制造领域发挥着重要作用。 每个人都对产品开发之旅做出独特的贡献。 快速模具关注的是 快速创建生产工具 以确保高效的批量生产，而快速原型制作则擅长 快速创建物理模型 用于设计验证。

下表显示了快速加工和快速原型制作之间的对比。

	快速模具	快速成型
费用	由于需要模具成本，因此初始设置成本可能会更高。 然而，对于中低产量来说，它具有成本效益。	通常初始成本较低，因为不需要模具费。 它是早期设计验证的理想选择，因为不需要模具费用。
交货时间	交货时间短，特别是对于生产工具。 它适合快速的产品开发周期。	创建原型的快速周转。 它对整体产品开发时间的影响有限。
材料	模具通常由金属制成，生产的工件可以是塑料件和金属件。	支持多种材料，包括塑料和金属。 它经常使用模拟最终产品特性的材料。
准确性	通常精度很高，特别是对于生产级工具。 它适用于具有 小声 精确的要求。	准确用于原型制作。 它在最终生产中达到与快速模具相同的精度水平可能存在局限性。
复杂	能够处理复杂的几何形状。 非常适合复杂的工具设计。	非常适合可视化和测试基本到中等复杂的设计。 它可能面临极其复杂的几何形状的挑战。
应用程序	非常适合需要经济小批量生产的行业。 它是中小型生产运行的理想选择。	主要用于设计验证和快速迭代。 这在需要快速迭代的行业中也很常见。

快速模具与传统模具

在制造业中，数控快速模具和传统模具之间的选择非常重要。这是因为它会对生产效率和成本产生重大影响。 快速生产工装 传统模具在强度和速度方面表现出色，可满足不断变化的需求，而传统模具则为长期、大批量生产提供稳定性和精度。

下表显示了快速模具和传统模具之间的对比：

	快速模具	传统模具
费用	一般来说，对于较短的生产周期来说更具成本效益。	初始成本较高，对于大规模生产来说可能是经济的。
交货时间	交货时间显着缩短。 它非常适合快速响应市场需求。	更长的交货时间，特别是对于复杂的模具。对于大规模、长期生产来说是可靠的。
材料	材料选择多样，适应不同的制造需求。 模具主要由金属材料制成。	支持多种材料，往往比快速模具有更多的选择。它适合多样化的生产要求。 模具主要由钢金属制成。
准确性	一般精度较高，适合生产级工具。	提供高精度和准确度，特别适合长期稳定的生产。
复杂	能够处理复杂的几何形状，适合复杂的工具设计。	非常适合极其复杂的几何形状和详细的模具要求。
应用程序	非常适合需要灵活性、快速适应和中小型生产的行业。 仅当产品开发项目进行时才用于原型 90% 一定会成功的。	作为大批量和小批量生产前测试的样品。

快速模具与压铸成型

开始制造之旅需要在快速模具和 压铸 成型。 它们都体现了不同的生产方法。 快速模具强调速度和灵活性，与压铸成型形成鲜明对比，压铸成型以其大规模制造复杂零件的效率而闻名。

下表显示了快速模具和压铸成型之间的对比：

	快速模具	压铸成型
费用	一般来说，对于较短的生产周期来说更具成本效益。	可能具有较高的初始模具成本，但可以为大批量生产提供成本效益。
交货时间	显着缩短交货时间，非常适合快速响应市场需求。	初始模具可能需要更长的时间，但一旦设置完毕，生产提前期相对较短，从而可以高效地进行大规模生产。
材料	多种金属和塑料材质选择，适应不同的制造需求。	适用于各种金属合金材料，特别是铝、锌、镁等金属。
准确性	一般精度较高，适合生产级工具。	它提供高精度和准确度，使其适合复杂和详细的零件。
复杂	它能够处理复杂的几何形状，适合复杂的工具设计。	非常适合复杂的零件设计，提供高细节再现。
应用程序	非常适合需要灵活性、快速适应和中小型生产的行业。	通常用于汽车、航空航天和电子等行业复杂零件的大批量生产。

快速模具与注塑成型

每种方法都有独特的优点。 快速模具以其速度和适应性而闻名，与注塑成型形成鲜明对比，注塑成型是一种以高效生产大量形状复杂的塑料零件而闻名的方法。

下表显示了快速模具和注塑成型之间的对比：

	快速模具	注塑
费用	由于模具更便宜，成本显着降低。	可能具有较高的初始模具成本，但可以为大批量生产提供成本效益。
交货时间	显着缩短交货时间，非常适合快速响应市场需求。	初始模具可能需要更长的时间，但一旦设置完毕，生产交货时间就会变得高效，尤其是对于大批量生产。
材料	材料选择多样，适应不同的制造需求。	支持多种材料，特别是塑料，并且可以适应各种添加剂以获得特定性能。
准确性	一般精度较高，适合生产级工具。	提供高精度和准确度，使其适合复杂和详细的零件。
复杂	能够处理复杂的几何形状，适合复杂的工具设计。	适用于复杂的零件设计，提供高细节再现。
应用程序	非常适合需要灵活性、快速适应和中小型生产的行业。	通常用于各行业塑料零件的大规模生产，包括汽车、消费品和医疗设备。

制作快速模具的 2 种方法

使用快速模具制造模具有两种常见方法。 它们是直接和间接的快速模具。 本节将解释这两种方法以及它们如何用于制造模具。

直接快速模具

快速模具的直接方法涉及创建型腔模具嵌件和实际型芯。 这种方法的一个显着优点在于它能够生成具有通过其他方式难以实现的几何形状的工具。 随形冷却技术就是一个例子，该技术使模具的散热均匀，从而将冷却时间缩短约 66% 。 这是通过将内部冷却通道与模具型腔中的轮廓对齐来实现的。

直接快速模具的优点？

• 缩短交货时间并加快制造速度（工具或模具可以在几天或几周内制造出来）。
• 有时需要较少的资源。
• 仅涉及几个步骤。

直接快速模具的缺点？

• 以这种方式创建的原型通常不如通过间接快速模具制作的原型坚固且持久。
• 如果 CNC 快速原型工具或模具损坏或者您想尝试不同的材料，则必须重复整个过程。
• 它可能不适合 物料 或需要使用耐用模具或工具制作复杂细节的设计。

间接快速模具

间接快速模具使用增材制造母模来制造模具或冲模。 尽管有许多技术可用，但“软工具”技术是使用最广泛的。 软模具方法使用硅胶模具制作塑料零件，使用牺牲模型制作金属熔模铸造。

测试和实验是间接快速加工的目标。 例如，当您希望测试各种材料并且已经有了详细的设计时，间接快速模具是一个很好的解决方案。 这样一来，模具和多个测试工具就可以轻松地从同一个母模中制造出来。

间接快速模具的优点

• 在整个原型制作过程中，主模式是坚固的、有弹性的，并且很少被破坏。
• 除非您的设计发生变化，否则您可能只需要一种主模式。
• 它们的变化较小，因为每个快速工具和模具都源自相同的母模。

间接快速模具的缺点？

• 生产时间比直接快速模具长。
• 它需要中间人，这可能会增加费用。
• 为了创建坚固且持久的母模，可能需要更好的材料。

下表显示了可以使用直接和间接快速模具制造模具的不同步骤：

步骤	间接快速模具	直接快速模具
步骤1	使用工具或模具建模 计算机辅助设计（CAD） 软件。	使用 CAD 软件对主工具或模具进行建模。
步骤2	将文件发送到打印机或机器以创建用于创建原型的真实模具或工具。 这可以通过增材方式完成，使用 3D 打印机从头开始创建所需的形状，也可以通过减材方式完成，使用 CNC 机床进行切割 原材料 成所需的形状。	使用打印机或机器发送文件以创建主模具或称为图案的工具。 这个主模式通常非常强大。
步骤3	原型可以直接由制造的工具或模具制成。	使用主模型制作附加工具或模具。 可以使用具有独特特性的各种材料来创建新的模具或工具。 主模型可用于软工具（不太坚固的工具）或硬工具（由耐用材料制成的工具）。 许多工具或模具可以由单个母模大批量或小批量制造，然后可以用来制造更多原型。

快速模具可以使用什么材料？

快速模具所用材料可分为软质模具材料和硬质模具材料。

软工具

软模具是一种多功能制造方法，依靠柔性和弹性材料来创建模具来生产各种零件。 软工具与硬工具中的刚性工具不同，由聚氨酯和硅橡胶等材料制成。 它们具有独特的特性，特别适合特定应用。

• 聚氨酯

聚氨酯是一种用于软工具的多功能材料。 它以其灵活性和耐用性的独特结合而闻名。 由于其卓越的灵活性，它是需要轻松脱模的应用的绝佳选择，特别是在处理复杂的零件几何形状时。 聚氨酯以其柔韧性而保持耐用性而闻名，可确保软工具的使用寿命。

• 硅橡胶

软模具中的另一种重要材料是 硅橡胶，以其卓越的柔韧性和耐热性而闻名。 硅橡胶卓越的柔韧性使其成为复杂形状和具有复杂底切的零件脱模的绝佳选择。 这种特性与其耐高温的能力相结合，使硅橡胶成为需要升高固化或加工温度的成型应用的理想选择。

硬质模具

• 铝板

铝板 是一种轻质金属，以其良好的导热性而闻名。 它特别适合中等产量的应用。 其轻质特性有助于易于操作，而其导热性有助于成型过程中的有效冷却。

• 铁板

钢材以其高强度和耐用性而闻名，是高产量项目的首选。 其坚固的特性使其成为制造必须承受广泛和长期使用需求的模具的理想选择。

• 不锈钢

不锈钢 为工作台带来耐腐蚀性，使其成为需要暴露在潮湿或腐蚀性环境中的应用的绝佳选择。 它结合了耐用性和防锈性，提高了其使用寿命和对各种成型项目的适用性。

• 钛

钛以其强度重量比和耐腐蚀性而闻名，是硬质模具的高级选择。 它特别适合强度和重量之间的平衡至关重要的项目

• 石膏

石膏虽然不如金属常见，但在某些硬质加工场景中提​​供了一种经济高效的替代方案。 石膏是一种经济有效的材料，但与金属相比通常不太耐用。 它的经济性使其成为预算有限的项目的有吸引力的选择，特别是当工具寿命并不重要时。

石膏非常适合小批量生产和原型制作。 它的易用性和模具制造能力使其成为具有较小生产要求的项目的实用选择。

快速模具的应用

以下是快速模具的各种应用：

数控加工

CNC 加工中的快速模具涉及快速创建加工过程中使用的模具，例如模具或冲模。 它可以快速生产原型和定制零件。 快速制造必要的工具可确保更短的交货时间，使制造商能够快速迭代设计。

然后，数控机床使用这些工具对材料进行精确切割和成型，从而高效生产复杂的部件。 事实证明，快速刀具在 CNC 加工中的适应性是有益的 小批量生产 在速度和定制至关重要的地方运行。

压铸

在压铸中，快速模具在制造用于生产复杂和详细零件的模具方面发挥着关键作用。 快速制造这些模具可以加快生产周期，减少工具设置所需的时间。

这种速度对于汽车和消费电子产品尤其重要 行业，其中快速周转时间是必要的。 快速模具工艺可确保模具快速准备就绪，从而有助于高效铸造精确、细节丰富的部件。

钣金加工

快速模具涉及快速创建模具或冲头等工具，以对金属板材进行成型。 此过程对于原型设计和定制外壳至关重要。 钣金制造中的快速模具可以快速生产电子设备和机械的保护壳。

此外，在汽车行业中，快速模具有助于快速创建用于形成车辆面板和车身部件的工具。 工具设置的速度对于满足生产需求和及时实现项目里程碑至关重要。

制作原型模具的注意事项

当涉足原型模具时，需要考虑几个重要的因素来确保有效且高效的模具设计和生产。 这些考虑因素包括：

• 材料选择

模具材料的选择至关重要。 它应符合快速原型和制造工艺的具体要求。 必须考虑材料特性、耐用性和易于加工等因素。

• 模具设计精度

模具的精确尺寸和光滑表面至关重要。 模具的结构应经过精心设计，以满足原型的规格。 此外，设计必须促进高生产效率和易于自动化。

• 生产效率和成本

生产效率和成本之间的平衡至关重要。 模具设计应优化制造工艺，确保长寿命、低成本并遵守经济考虑。

• 适应制造需求

模具结构和参数应符合制造工艺要求。 刚性、导向、卸载机构和定位方法必须仔细考虑，以增强适应性。

• 磨损件和更换

模具中的易损件应设计成易于更换。 这种考虑对于保持模具的使用寿命和最大限度地减少生产过程中的停机时间至关重要。

结语

快速模具是制造商喜欢使用的常用方法。 该技术使制造商能够 加快产品开发, 节省时间和金钱 与传统的模具方法相比，可以快速测试和验证产品设计。 上市时间缩短，产品质量和设计提高，客户满意度提高。 快速模具使制造商能够更快、更高效地迭代和改变产品设计。

At 辛蒂隆, 我们为客户提供的不仅仅是快速加工流程的定制设计准备方面的帮助，其中包括 CAD 软件生成的 3D 模型。 此外，我们还根据各种具体项目特定因素提供模具建议，例如客户的软模具或硬模具偏好、预算、进度、设计复杂性、材料和公差。 联系信息 如果您需要快速模具服务，请立即联系我们！

阅读更多

• 快速模具：工艺、优势和应用 – Zintilon
• 快速原型及其优点指南 – Zintilon
• 快速原型：您需要了解的一切 – Zintilon
• 钣金制造：了解流程 – Zintilon
• 铆钉类型及其应用的综合指南 – Zintilon