一种电弧喷涂模具木质母模的表面处理方法与流程

文档序号:15382886发布日期:2018-09-08 00:13阅读:292来源:国知局
本发明涉及一种电弧喷涂模具木质母模的表面处理方法,属于模具表面处理领域。
背景技术
:金属电弧喷涂快速制模技术以实物模型(或称为原型)作为母模,用电弧喷涂的方法在母模表面沉积形成一定厚度的致密金属涂层,即模具型壳。模具型壳精确拷贝了原型的形状,获得了所需的模具型腔,在完成背衬补强、型壳脱模、表面抛光等后处理工艺后,即可完成模具的快速制造。母模可采用石膏、木材等便于数控加工的材料制作,也可采用快速原型或产品实物充当。与其它母模材料相比,木质材料便于加工,成本较低,且当模具尺寸比较大时,木质材料可采用粘接后加工的方法来实现,因此在实际生产中,多采用木质材料作为电弧喷涂快速模具的母模材料。而木质材料由于表面多孔,且粗糙度较大,导致金属合金直接喷涂在木质材料母模表面时由于镶嵌而使金属型壳和母模表面结合力较大,使得金属型壳极难从母模表面脱除,往往需要手工将金属型壳一点点从母模表面脱下,该过程耗费大量的时间,且属于“破坏性脱模”,造成成本浪费。技术实现要素:为了解决
背景技术
中所存在的技术问题,本发明提出了一种电弧喷涂模具木质母模的表面处理方法,经过该方法处理的木质母模,与电弧喷涂后得到的模具型壳结合力适中,在保证金属型壳不翘曲变形的前提下,使金属型壳容易从母模脱除,且对母模不造成破坏,从而提高了生产效率,降低了生产成本。本发明的技术解决方案是:一种电弧喷涂模具木质母模的表面处理方法,包括步骤1):打磨和清理木质母模表面,使其表面光滑洁净;其特殊之处在于,还包括:步骤2):在木质母模表面喷涂环氧树脂胶液;步骤3):待环氧树脂胶液固化后,在其表面喷涂脱模剂;步骤4):待脱模剂干燥后,在木质母模的表面喷涂聚氨酯树脂,聚氨酯树脂干燥后,即完成处理。进一步地,所述步骤2)环氧树脂胶液的喷涂是分2-5次完成的,每一次喷涂后,静置木质母模,对环氧树脂进行固化;固化的程度以手指触摸不粘手为准,然后再进行下一次的喷涂。本发明还可以一次喷涂,但由于木质模具表面疏松多孔,一次喷涂时会使胶液连续向模具内部渗透,造成胶液浪费,又由于模具表面空隙不均匀,因此一次喷涂还容易造成表面成膜不均匀。分次喷涂,既可以使得表面成膜连续,又可以节省胶料。成膜连续的意思是在灯光照射下,模具表面能形成连续的反光面。进一步地,本发明步骤2)中环氧树脂胶液按重量比计,其组成为:环氧树脂100份,环氧固化剂30-60份,环氧稀释剂10-30份;其中环氧树脂为环氧树脂e-51或环氧树脂e-44或环氧树脂e-52,环氧固化剂为聚酰胺-651或a50改性胺固化剂或环氧固化剂t-31;环氧树脂胶液的配制温度为15-28℃,配制过程如下:步骤2.1,将环氧树脂和环氧稀释剂放入容器中进行搅拌均匀,得到溶液a;步骤2.2,在溶液a中加入环氧固化剂,搅拌均匀,即得到环氧树脂胶液。本发明环氧树脂胶液体系的选择一是为满足喷涂的要求,二是由于可能需要喷涂尺寸较大的模具,因此若要求高温加热的话,对加热设备有需求,因此选择了常温固化体系,对加热并不做硬性要求,增大了该方法的适用范围;进一步地,步骤2)中的环氧稀释剂为亚烷基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、无水乙醇、环氧稀释剂hk-66、丙酮和甲苯中的一种或几种。进一步地,步骤2)中环氧树脂胶液的硬化温度为25~120℃。优选的硬化温度为90~120℃,该温度下能保证环氧树脂具有较高的固化度、表面硬度及耐温性,且能节约大量的硬化时间。进一步地,步骤3)中脱模剂为有机硅脱模剂,脱模剂的干燥温度为25~120℃,优选的干燥温度为105~120℃,该温度能保证脱模剂成膜的致密性并能大大缩短成膜时间。进一步地,步骤4)中聚氨酯树脂是聚氨酯表面漆。干燥温度为18~120℃,湿度为20%~90%;优选的干燥温度为23~28℃,湿度为70%~80%,该干燥条件能够给聚氨酯树脂提供最适当的干燥速率,最终成型的聚氨酯树脂的耐磨性及耐温性能得到较好的优化。进一步地,模具对于尺寸精度有要求,若喷涂的环氧树脂过厚,一方面会导致模具尺寸误差较大,大到一定程度,会导致模具的报废;另一方面环氧树脂层过厚的话,金属壳层在凝固过程中容易与母模之间发生错位,进而不能完全“拷贝”母模型面,从而导致模具报废,因此,本发明中步骤2)中环氧树脂胶液固化后的厚度小于20μm。本发明的有益效果在于:1、本发明一种电弧喷涂模具木质母模的表面处理方法,预先在模具表面喷涂环氧树脂,其作用是对模具表面进行封孔及降低模具表面粗糙度,但由于常温固化的环氧树脂耐温性较差,在环氧树脂表面喷涂一层耐温性较好的聚氨酯保护膜,并在聚氨酯与环氧树脂层之间喷涂一层脱模剂来降低聚氨酯与环氧树脂之间的结合力。经过本发明处理后的模具,表面光洁;在电弧喷涂结束后,脱模效率高,能节约70%-95%的脱模时间,提高了生产效率;且对木质母模表面损伤小,使木质母模可重复利用,有助于节约成本。2、经过本发明的表面处理方法处理的木质母模在进行喷涂时,能够满足喷涂的要求,在电弧喷涂后最终形成的金属壳层与木质母模结合力适中,在未脱模的情况下,边缘部分未出现分层现象;在脱模时,又不会对木质母模造成损伤,脱模后,金属壳层内表面光洁,未带木质。3、本发明一种电弧喷涂模具木质母模的表面处理方法,所用的环氧树脂、脱模剂及聚氨酯树脂均可在常温下硬化成型,对成型设备无特殊要求,且均可采用喷涂的施工方法,施工效率高,均匀性好。具体实施方式以下从本发明的原理触发结合本发明的优选实例对本发明进行详细说明。方案原理:由于木质模具表面疏松多孔,表面粗糙度大,因此在金属电弧喷涂过程中,金属液滴在喷涂到模具表面时,会有部分渗透,这样金属壳层在凝固后会与模具表面形成“镶嵌结构”,相互之间咬合力比较大,导致脱模困难,本方案预先在模具表面喷涂若干层环氧树脂,主要作用是对模具表面进行封孔及降低模具表面粗糙度,但由于常温固化的环氧树脂耐温性较差,因此需在环氧树脂表面喷涂一层耐温性较好的聚氨酯保护膜,并在聚氨酯与环氧树脂层之间喷涂一层脱模剂来降低聚氨酯与环氧树脂之间的结合力,来达到便于脱模的目的。下面实施例中所用化学试剂均为市售商品,聚氨酯树脂为深圳市鑫威新材料股份有限公司生产的sinwe鑫威145聚氨酯三防漆。实施例11)将母模表面毛刺打磨掉,并处理掉表面的碎屑杂物;2)在23℃条件下配制环氧树脂胶液,环氧胶液按重量比计,配比为环氧树脂e51:a50改性胺固化剂:环氧稀释剂hk-66=100:40:10;3)在母模表面喷涂一层配制好的环氧树脂胶液,并在120℃条件下加热3min,取出冷却至室温;4)重复步骤3)两遍;5)将乳化二甲基硅油脱模剂均匀的喷涂在模具表面,并在100℃条件下加热15min,将模具取出降至室温;6)在喷完脱模剂的表面喷涂一层聚氨酯树脂,在25℃温度,75%湿度条件下干燥15min;7)待聚氨酯树脂干燥,即完成整个电弧喷涂用木质母模的表面处理工作。实施例21)将母模表面毛刺打磨掉,并处理掉表面的碎屑杂物;2)在23℃条件下配制环氧树脂胶液,环氧胶液按重量比计,配比为环氧树脂e51:a50改性胺固化剂:环氧稀释剂hk-66=100:40:10;3)在母模表面喷涂一层配制好的环氧树脂胶液,在25℃条件下硬化不小于8h;4)重复步骤3)两遍;5)将乳化二甲基硅油脱模剂均匀的喷涂在模具表面,并在25℃条件下晾干30min;6)在喷完脱模剂的表面喷涂一层聚氨酯树脂,在25℃温度,75%湿度条件下干燥15min;7)待聚氨酯树脂干燥,即完成整个电弧喷涂用木质母模的表面处理工作。实施例31)将母模表面毛刺打磨掉,并处理掉表面的碎屑杂物;2)在23℃条件下配制环氧树脂胶液,环氧胶液按重量比计,配比为环氧树脂e51:a50改性胺固化剂:环氧稀释剂hk-66=100:40:10;3)在母模表面喷涂一层配制好的环氧树脂胶液,并在90℃条件下加热15min,取出冷却至室温;4)重复步骤3)两遍;5)将乳化二甲基硅油脱模剂均匀的喷涂在模具表面,并在100℃条件下加热15min后冷却至室温;6)在喷完脱模剂的表面喷涂一层聚氨酯树脂,在25℃温度,75%湿度条件下干燥15min;7)待聚氨酯树脂干燥,即完成整个电弧喷涂用木质母模的表面处理工作。实施例41)将母模表面毛刺打磨掉,并处理掉表面的碎屑杂物;2)在23℃条件下配制环氧树脂胶液,环氧胶液按重量比计,配比为环氧树脂e51:环氧固化剂聚酰胺-651:环氧稀释剂hk-66:无水乙醇=100:40:15:15;3)并在母模表面喷涂一层配制好的环氧树脂胶液,并在90℃条件下加热20min,取出冷却至室温;4)重复步骤3)一遍;5)将乳化二甲基硅油脱模剂均匀的喷涂在模具表面,并在100℃条件下加热15min并冷至室温;6)在喷完脱模剂的表面喷涂一层聚氨酯树脂,在25℃温度,75%湿度条件下干燥15min;7)待聚氨酯树脂干燥,即完成整个电弧喷涂用木质母模的表面处理工作。实施例51)将母模表面毛刺打磨掉,并处理掉表面的碎屑杂物;2)在23℃条件下配制环氧树脂胶液,环氧胶液按重量比计,配比为环氧树脂e51:环氧固化剂t-31:环氧稀释剂hk-66:无水乙醇=100:40:10:10;3)在母模表面喷涂一层配制好的环氧树脂胶液,并在90℃条件下加热15min,取出冷却至室温;4)喷涂第2层环氧树脂,并在90℃条件下加热15min;5)将乳化二甲基硅油脱模剂均匀的喷涂在模具表面,并在100℃条件下加热15min,并冷至室温;6)在喷完脱模剂的表面喷涂一层聚氨酯树脂,在25℃温度,75%湿度条件下干燥15min;7)待聚氨酯树脂干燥,即完成整个电弧喷涂用木质母模的表面处理工作。下表1为本发明实施例的一个效果列表。表1脱模时间模具表面完整性未处理8′38″被破坏实施例11′27″完整实施例23′37″完整实施例32′17″完整实施例42′29″完整实施例52′49″完整当前第1页12
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