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生产直接加工模具的方法以及使用该模具的方法

生产直接加工模具的方法以及使用该模具的方法

本发明涉及以下列步骤制造模具的方法:提供至少一种其玻璃化转变温度低于热塑性模塑物料熔融温度的聚合物板材,并按照计算机辅助设计从聚合物板材上除去至少一部分材料,以形成所要模塑的制品的反版。或者说,本发明是以下列步骤制造模具的方法:提供至少一种聚合物板材,并用计算机数控机加工按照计算机辅助设计从聚合物板材上除去至少一部分材料,以形成所要模塑的制品的反版。本发明还涉及制造样件或功能样件的方法、以所述方法制成的样件和功能样件、以及用来制造样件和功能样件的聚合物模具。

板材C4的性能密度                            1.8g/cm3硬度                            90 Shore DDMA E″Tg                       187℃拉伸强度                        45.36MPa(6578磅/英寸2)拉伸模量                        9722kPa(1410千磅/英寸2)弯曲强度                        66.26MPa(9610磅/英寸2)弯曲模量                        9632MPa(1397千磅/英寸2)压缩强度                        209.17MPa(30336磅/英寸2)压缩模量                        7978MPa(1157千磅/英寸2)Izod冲击强度                    0.37英尺-磅/英寸缺口1.环氧板材C5的制备环氧树脂A4的配方如下:

5Ethacure 100可以从美国Albemarle公司购得。Ethacure 100和EPN 1138的加成物是通过让两者发生反应制得,两者的比例是85重量%的Ethacure 100和15重量%的EPN 1138。

插件的尺寸在计算机数控操作中被加工到便于装进小槽框。一般地说,插件要比槽框小0.0025-0.005cm(0.001-0.002英寸)。工具压缩或预加载也是在该操作期间决定的,在分模线上总的允许量为0.0025-0.005cm(0.001-0.002英寸)。分模线是不放气的。但需要时可加排气孔。

本发明的另一个实施方案是一种通过下列步骤制造模具的方法:提供至少一种聚合物板材,并用计算机数控机加工法,按照计算机辅助设计从板材上除去至少一部分材料,以形成一个所要模塑的制品的反版。优选所述聚合物材料的玻璃化转变温度低于所要注射到所述模具中去的热塑性模塑物料的熔融温度。所述聚合物板材可以是形成固化聚氨酯的组合物或含至少一种环氧树脂的固化混合物,所述环氧树脂的每个分子上平均有一个以上的缩水甘油基。所述热塑性模塑物料优选选自下列一组聚合物:聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和聚碳酸酯。

样件可从许多不同的聚合物材料模塑而成。本发明旨在根据相应制造最终制品所要用的材料类型来选择模塑物料。采用同类模塑物料,用户能生产功能样件。功能样件是指所得的样件与所需的最终制品具有基本相同的性能,如重量、密度、手感、柔软性等。功能样件既要用目视检验精度还要经受一系列性能试验。所述功能样件经受破坏性试验的能力明显优于每一生产周期只生产一件样件的系统。通常所用的聚合物特别是热塑性材料的实例包括聚烯烃,如聚丙烯、苯乙烯类,如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯和缩醛等。

19多官能度环氧树脂可以从美国Ciba特种化学品公司购得,MY 721是一种四官能度环氧物,其环氧当量为109-115克/当量。

CaCO3填料1519.0ATH填料948.0促进剂MDEA160.40分子筛175.0012Rubinate 1680可以从ICI Americas公司购得。

本发明中所用的聚合物模具优选用高速计算机数控机加工设备成形。高速机加工虽然不是非要不可,但它是优选的步骤,它能大大压缩样件的生产时间。计算机数控机加工设备用一台计算机控制切削装置。切削装置进行刮削、切割、挖铣、钻削,从已固化聚合物模板上除去一定材料。切削装置按照上述计算机辅助设计从已固化的聚合物板上除去材料,形成一个所需最终制品的反版。优选的计算机数控机加工设备应是刚性的,并能始终如一地重复提供适当的表面光洁度和尺寸要求。优选的机加工设备能以大于508cm(200英寸)/min的速度对已固化聚合物板进行粗加工。

羟基当量不超过约150的多元醇组分的实例是带有4-8个羟基的多羟基化合物,如赤藓醇或季戊四醇,戊五醇,如阿糖醇、阿东糖醇或木糖醇,己糖醇,如山梨糖醇、甘露糖醇或己六醇,糖,如蔗糖或糖的衍生物和淀粉衍生物。还有一些实例是如上所提及的多羟基化合物与环氧乙烷和/或环氧丙烷的低分子量反应产物,也可以是含有足够数量反应性基团的其它化合物与环氧乙烷和/或环氧丙烷的低分子量反应产物,所述其它化合物,如多元胺,包括氨气、乙二胺、1,4-二氨基苯、2,4-二氨基甲苯、2,4′-二氨基二苯甲烷、4,4′-二氨基二苯甲烷、1-甲基-3,5-二乙基-2,4-二氨基苯和/或1-甲基-3,5-二乙基-2,6-二氨基苯。多元醇的羟基当量的下限值优选为约60,更优选羟基当量大于约70。

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