专利名称：一种快速经济鞋模之制造方法
技术领域：
本发明专利属于快速制造技术领域，具体涉及一种快速经济鞋模之制造方法。
背景技术：
鞋模现有制造方法其一是钢模模坯采用数控加工、雕刻，电火花成形、化学腐蚀等方法或这些方法的组合来加工模具型腔面，工艺复杂，加工时间长，成本高，对于特殊花纹及复杂型腔加工难于实现；其二是根据样件数据模型加工出高尺寸精度的原型模，然后翻制工艺过渡模，采用低熔点合金直接浇注制造鞋模，此种工艺虽然是少无切削加工而直接成模，但存在使用寿命低，且浇注成形时由于产生收缩，影响鞋模的精度，为了消除收缩带来的不利影响，还要预留一定的加工余量。
注塑鞋模在工作时是通过上下夹压对合的热压板使公母鞋模加热，将热源传递给型腔中的注塑材料，然后通过上下夹压对合的冷却板冷却注塑材料，开启公母鞋模取出成品。但是按上述方法制造的鞋模冷热传导速率较慢，加热冷却时间长，导致生产效率下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单，快速、经济的注塑鞋模制造方法。
本发明技术方案是这样的快速经济鞋模之制造方法，通过以下步骤实现一、在鞋样原型的表面沿分型面一侧刷涂一定厚度的软模材料，待软模固化后，浇注石膏作为背托，分模并取出鞋样原型，得到具有石膏背托的公软模，用同样的办法沿分型面在另一侧制得母软模；二、经步骤一得到的具有石膏背托的公、母软模上分别浇灌具有一定强度和耐热性的低膨胀、低收缩的浆料，固化后制得公、母喷涂模；三、通过喷涂方法对经步骤二得到的公、母喷涂模表面喷涂一层金属或合金材料，使其表面形成工作层；四、取若干根导热棒沿着与步骤三所得工作层的铅直方向布置于此工作层上，再次用步骤三的方法进行喷涂，使导热棒根部埋覆于涂层内；五、在步骤四中形成的涂层和导热棒间浇注廉价的热传导性良好的材料进行整体补强；六、采用振动破碎法去除喷涂模，模具背面经加工后露出导热棒端面，型腔经抛光修整后得到快速经济鞋模。
上述步骤一中所采用的鞋样原型，是指加工原型，即用数控加工或雕刻而成的代木原型。
上述步骤一中所采用的鞋样原型，是指快速原型，即用原型机将纸、腊、尼龙、树脂等材料通过逐层堆积而构成的原型。
上述步骤一中所采用的鞋样原型，是指现有实物鞋样作为原型。
上述步骤一中所刷涂的软模材料是指模具硅橡胶，厚度在5-10毫米之间。
上述步骤二中所指的低膨胀、低收缩的浆料是石膏浆料，此石膏浆料是由高强度的耐热型石膏构成。
上述步骤二中所指的低膨胀、低收缩的浆料是陶瓷浆料，此陶瓷浆料是由硅酸乙脂、水、酒精、盐酸混合而成的水解液中加入莫莱石粉、锆粉、石英粉、铝矾土中的一种或几种而构成。
上述步骤三中的喷涂方法可以采用等离子喷涂、电弧喷涂、动力金属喷涂，喷涂材料可以选用镍基合金、不锈钢、铝合金、锌铝合金材料。
上述步骤四中导热棒按型腔面的形状共形布置，各导热棒的间距在20-30毫米之间，各导热棒的高度按鞋模厚度保持在同一水平面高度，材质选用铜棒或者铝棒。
上述步骤五中所指的廉价的热传导性良好的材料系复合材料，此复合材料是树脂与铝、锌、铁、铜的粉末或者颗粒组成的混合物。
上述步骤五中所指的廉价的热传导性良好的材料系中低熔点合金材料，此中低熔点合金材料是锌基合金或者铋锡合金。
采用上述方案后，通过本发明方法制造的鞋模制造精度高，成本低，且埋覆于涂层和背衬层间的若干导热棒使得导热和冷却性更好，不仅能够迅速加热和冷却，而且特殊的工作层材料可以提高鞋模的使用寿命。
具体实施例方式
本发明的一种快速经济鞋模之制造方法，依据一鞋样原型，在其表面刷涂一定厚度软模材料并浇注石膏作为背托，然后在分离鞋样原型后的软模材料上浇灌具有一定强度和耐热性的低膨胀、低收缩的浆料，制得喷涂模，在喷涂模表面用喷涂的方法形成工作层，在工作层表面沿与之铅直方向布置若干根导热棒，用同样的方法继续进行喷涂，使导热棒的根部埋覆于涂层内，在涂层与导热棒间浇注廉价的热传导性良好的材料整体补强，脱去喷涂模得到经济鞋模。
鞋样原型来源于三种渠道，其一是将木材裁切成所需尺寸后，用手工或数控雕刻成带有设计花纹形状的原型，其二是根据设计的数据模型将纸、腊、尼龙、树脂等材料通过快速原型机逐层堆积而构成的原型，其三可以直接采用实物原型。
鞋样原型表面刷涂的软模材料一般选用模具硅橡胶，为了节省硅橡胶，使之厚度在5-10毫米之间，然后浇注石膏作为硅橡胶模的背托。鞋样原型分离后，在硅橡胶模内浇灌低膨胀、低收缩的石膏浆料或陶瓷浆料。其中采用的石膏浆料是由高强度的耐热型石膏构成，固化后的石膏模需要在加热炉中300℃烘烤5-8小时；采用的陶瓷浆料是由硅酸乙脂、水、酒精、盐酸混合而成的水解液中加入莫莱石粉、锆粉、石英粉、铝矾土中的一种或几种连同凝胶催化剂氧化镁而构成，陶瓷浆料固化后，脱去硅橡胶模得到陶瓷模，陶瓷模表面立即喷烧10分钟左右，放入加热炉中400℃-500℃焙烧5-10小时。
经过烘干的石膏模或者经过喷烧和焙烧的陶瓷模表面用等离子喷涂、电弧喷涂、动力金属喷涂设备喷涂一层金属或者合金材料作为工作层，由于喷涂模采用的是低膨胀率，低收缩系数的材料，所以基本不变形，保证了鞋模精度。
铅直于上述涂层表面并沿型腔面共形布置的导热棒，其根部埋覆在涂层内部，这样更有效的提高鞋模导热和冷却速率，使材料更快的加热成形以及冷却定形。
由于上述喷涂方法在喷涂模表面获得的工作层强度有限，必须进行背衬达到整体补强的目的，考虑到鞋模工作时加热及冷却交替进行，所以背衬材料也要有良好的热传导性能。背衬材料采用两种实施方法，其一采用复合材料，即树脂材料填加铝、锌、铁、铜的粉末或者颗粒组成的混合物；其二采用中低熔点合金材料，即锌基合金或者铋锡合金。将喷涂模去除，并经抛光修整后得到快速经济鞋模，鞋模的底部必须经过铣削或磨削并露出所有导热棒端部。
下面通过两个实施例详细说明实施例1(1)裁切所需代木，然后采用数控加工鞋样原型。依据鞋样原型，选择分型面，加工出带有分型面和凹腔的参考型，其中凹腔可嵌入鞋样原型分型面至鞋底的区域，将鞋样原型放入此参考型内并且四周搭设标准活动模框，在露出的上部鞋样原型和分型面处刷涂模具硅橡胶，厚度在5-10毫米之间，待硅橡胶固化后浇注石膏作为背托。
(2)拆除活动模框并拿开参考型，将带有石膏背托的硅胶模放在水平光滑的底板上，此时原型嵌在硅胶模内，再次搭设标准活动模框，在硅胶模和鞋样原型底部喷脱模剂，然后按照(1)的步骤刷涂模具硅橡胶，浇注石膏作为背托。打开模框，分模并取出原型得到带有石膏背托的硅橡胶公模和母模。
(3)将硅橡胶公模和母模放置好并分别打好模框，将调制好的高强度耐热石膏浆料浇注到模框内，固化脱模后得到相应的石膏公模和母模，放入加热炉中300℃烘烤8小时，然后随炉冷却。
(4)经过烘干的石膏公模和母模表面电弧喷涂3毫米厚的锌铝合金，形成工作层。
(5)在步骤(4)得到的工作层型腔面上共形布置直径10毫米的导热铜棒，铜棒沿涂层铅直方向均匀排布，铜棒间距保持在20-30毫米之间，其高度按设计的模具厚度保持在同一水平面高度，然后再电弧喷涂锌铝合金达到5毫米以上厚度，直至导热铜棒根部牢固地固定在涂层中。
(6)采用复合材料即环氧树脂填加铝粉进行背衬补强，直至将导热铜棒埋覆其中。将环氧树脂和固化剂乙二胺按体积比100∶8搅拌，然后加入140目铝粉搅拌均匀，目的是为了增加热传导性能，铝粉与环氧树脂重量比为3∶1。
(7)背衬材料固化后将石膏模破坏去除，同时将模具背面加工后露出所有导热铜棒端面，即得到快速经济锌铝合金注塑鞋模。
实施例2
(1)根据鞋底实物原型四周设置活动模框，选取制作分型面，沿分型面一侧喷脱模剂，然后刷涂模具硅橡胶，平均厚度8毫米左右，硅橡胶固化后浇注石膏浆料，石膏浆料固化后拆除模框；按上述方法沿原型分型面另一侧刷涂硅橡胶，浇注石膏，分模得到带有石膏背托的硅橡胶公、母模。
(2)将步骤一中得到的带有石膏背托的硅橡胶公、母模分别倒置在水平底板上，石膏背托在下，硅橡胶公、母模在上，四周搭设活动模框。
(3)按下列步骤配制陶瓷浆料，首先按体积比55∶5∶40∶0.4取硅酸乙脂、水、酒精、盐酸配制水解液，按粉液质量体积比(克/毫升)2.6∶1秤取莫莱石粉，凝胶催化剂氧化镁加入量取粉料的4％，将上述水解液加入到莫莱石和氧化镁的混合粉料中制成陶瓷浆料，将陶瓷浆料浇入步骤二搭设的模框内，陶瓷浆料固化后，脱去模框及硅橡胶模得到陶瓷模，陶瓷模表面喷烧10分钟左右，放入加热炉中400℃焙烧8小时。
(4)焙烧后的陶瓷模在300℃时表面等离子喷涂不锈钢粉末，形成0.8毫米厚的不锈钢涂层。
(5)根据所选用的实物大小，在不锈钢涂层的型腔部分沿铅直方向共形布置若干根直径10毫米的导热铝棒，铝棒间距为20毫米，其高度保持在同一水平面高度，然后改用电弧喷涂锌铝合金达到6毫米厚，此时铝棒根部牢固的埋覆在涂层中。
(6)将带有涂层和铝棒的陶瓷模四周加设可调活动模框并锁紧，模框四周喷脱模剂。
(7)将E44环氧树脂，聚酰胺树脂，间苯二胺，200目铝粉按重量比3∶1∶0.1∶9搅拌均匀，静置10-15分钟，浇注到上述模框中。
(8)背衬材料40-60℃保温固化4小时，室温固化24小时，然后将陶瓷模破坏去除，同时铣削模具背面露出所有导热铝棒端面，即得到不锈钢注塑鞋模。
权利要求
1.一种快速经济鞋模之制造方法，其特征在于通过以下步骤实现一、在鞋样原型的表面沿分型面一侧刷涂一定厚度的软模材料，待软模固化后，浇注石膏作为背托，分模并取出鞋样原型，得到具有石膏背托的公软模，用同样的办法沿分型面在另一侧制得母软模；二、经步骤一得到的具有石膏背托的公、母软模上分别浇注具有一定强度和耐热性的低膨胀、低收缩的浆料，固化后制得公、母喷涂模；三、通过喷涂方法对经步骤二得到的公、母喷涂模表面喷涂一层金属或合金材料，使其表面形成工作层；四、取若干根导热棒沿着与步骤三所得工作层的铅直方向布置于此工作层上，再次用步骤三的方法进行喷涂，使导热棒根部埋覆于涂层内；五、在步骤四中形成的涂层和导热棒间浇注廉价的热传导性良好的材料进行整体补强；六、采用振动破碎法去除喷涂模，模具背面加工后露出导热棒端面，型腔经抛光修整后得到快速经济鞋模。
2.根据权利要求1所述的一种快速经济鞋模之制造方法，其特征在于上述步骤一中所采用的鞋样原型，是指加工原型，即用数控加工或雕刻而成的代木原型。
3.根据权利要求1所述的一种快速经济鞋模之制造方法，其特征在于上述步骤一中所采用的鞋样原型，是指快速原型，即用原型机将纸、腊、尼龙、树脂等材料通过逐层堆积而构成的原型。
4.根据权利要求1所述的一种快速经济鞋模之制造方法，其特征在于上述步骤一中所采用的鞋样原型，是指现有实物鞋样作为原型。
5.根据权利要求1所述的一种快速经济鞋模之制造方法，其特征在于上述步骤一中所刷涂的软模材料是指模具硅橡胶，厚度在5-10毫米之间。
6.根据权利要求1所述的一种快速经济鞋模之制造方法，其特征在于上述步骤二中所指的低膨胀、低收缩的浆料是石膏浆料，此石膏浆料是由高强度的耐热型石膏构成。
7.根据权利要求1所述的一种快速经济鞋模之制造方法，其特征在于上述步骤二中所指的低膨胀、低收缩的浆料是陶瓷浆料，此陶瓷浆料是由硅酸乙脂、水、酒精、盐酸混合而成的水解液中加入莫莱石粉、锆粉、石英粉、铝矾土中的一种或几种而构成。
8.根据权利要求1所述的一种快速经济鞋模之制造方法，其特征在于上述步骤三中的喷涂方法可以采用等离子喷涂、电弧喷涂、动力金属喷涂，喷涂材料可以选用镍基合金、不锈钢、铝合金、锌铝合金材料。
9.根据权利要求1所述的一种快速经济鞋模之制造方法，其特征在于上述步骤四中导热棒按型腔面的形状共形布置，各导热棒的间距在20-30毫米之间，各导热棒的高度按鞋模厚度保持在同一水平面高度，材质选用铜棒或者铝棒。
10.根据权利要求1所述的一种快速经济鞋模之制造方法，其特征在于上述步骤五中所指的廉价的热传导性良好的材料系复合材料，此复合材料是树脂与铝、锌、铁、铜的粉末或者颗粒组成的混合物。
11.根据权利要求1所述的一种快速经济鞋模之制造方法，其特征在于上述步骤五中所指的廉价的热传导性良好的材料系中低熔点合金材料，此中低熔点合金材料是锌基合金或者铋锡合金。
全文摘要
本发明公开了一种快速经济鞋模之制造方法，系根据一开发鞋样原型的表面刷涂一定厚度的软模材料，待软模固化后，浇注石膏作为背托，去除鞋样原型，在软模材料上浇灌具有一定强度和耐热性的低膨胀、低收缩的浆料，固化后制得喷涂模。在喷涂模表面利用喷涂的方法形成一层特殊性能的金属及合金材料，在喷涂层表面沿铅直方向均匀共形布置若干根导热棒，用同样的方法继续进行喷涂，使导热棒的根部埋覆于涂层内，然后背衬廉价的热传导性良好的材料进行补强，同时将模具背面加工后露出所有导热棒端面即成为经济鞋模。此经济鞋模成本低，周期短，较常规鞋模制作方法在型腔复杂以及具有精细饰纹方面具有明显优势。
文档编号B29C67/00GK1850479SQ200610039660
公开日2006年10月25日 申请日期2006年4月7日 优先权日2006年4月7日
发明者赵紫玉, 方建成 申请人:华侨大学