[发明专利]一种可回收的简易模具及其制备方法

说明书

本发明属于简易模具生成技术领域，具体涉及一种可回收的简易模具及其制备方法。其是以金属粉末和粘结剂为原料，混炼定型后经机械加工得到的，其中粘结剂为热塑性工程高分子材料，所述粘结剂的玻璃化转变温度在200℃以上。所述制备方法包括混炼、定型、机械加工和回收。本发明提供的技术方案与现有技术相比具有如下优势：通过金属粉末与热塑性粘结剂获得的简易模具，与现有技术中采用高密度金属相比，成本低，加工易，并且具有足够试模的强度，最重要的事，本发明提供的技术方案中没有进行烧结，并且粘结剂加热可还原，因此加工模具中产生的边角料或者报废模具可以通过混炼再次使用，回收利用率极高。

技术领域

本发明属于简易模具生成技术领域，具体涉及一种可回收的简易模具及其制备方法。

背景技术

模具成型是一种广泛使用的产品成型方法，特别是对于一部分塑料制品来说，注射模具成形更是因其使用性广、加工方便、效率高等优点被大量使用。当然依照不同的需求，注射模具除了加工纯的高分子材料，可以注射以高分子材料为主的各种产品，比如以金属或陶瓷粉末混合高分子形成的喂料，成为金属或陶瓷零件制造的制备作业来获得产品生坯，再进行脱脂与烧结得到最终的产品；亦可以发展到耐高温模具如压铸成形法，利用注射成形的原理而发展的高温熔体注射技术。

对于产品设计师来说，获得数个样品来进行下一阶段的产品改良和验证设计是非常重要的步骤，不同于快速手板和原型的制作，模具品是以真实的材料经过高压与高温的注射填充模穴，产品的品质较高没有孔隙，因此简易阶段性使用的模具的需求很大，但是往往使用完之后这些模具便成为废铁，甚为可惜。

另外对于一些需求量较少的产品，如果采用现有模具成型方法和材料则开模成本过高，因此限制了该类产品采用这种成型方法，如果可以大幅降低原料成本则这类产品就可以采用注塑成型来实现小批量高品质产品的生成。

发明内容

本发明提供了一种可回收的简易模具及其制备方法，用以解决目前模具原料成本高、无法回收的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：所述可回收的简易模具，是以金属粉末和粘结剂为原料，混炼定型后经机械加工得到的，其中粘结剂为热塑性工程高分子材料，所述粘结剂的玻璃化转变温度在200℃以上。

可选地，所述粘结剂选自PA(聚酰胺)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PPS(聚苯硫醚)、PEEK(聚醚醚酮)、PEKK(聚醚酮酮)和LCP(液晶高分子中的一种以上。

可选地，所述金属粉末选自铁系低合金钢、不锈钢合金或硬质合金。

可选地，所述金属粉末为等轴状外形，所述等轴状外形是指物体的等轴度在0.8以上，所述金属粉末的粒径为5-50μm。

所述等轴度的定义为任意一条通过形心的线长与任取十条通过形心线长平均值的比值。

本发明还提供了上述可回收的简易模具的制备方法，其包括如下步骤：

S1混炼：将金属粉末与粘结剂放置于混料机中进行升温混炼，形成团块体；

S2定型：将团块体转移至模型中，控温抽真空并施压，待冷却后脱模得到材料块；

S3机械加工：随后根据产品模具设计要求对材料块进行数控加工，获得简易模具；

S4回收：从所述材料块上切除的余料或所述简易模具不使用时，重新投入混炼机可再次形成团块体、再经S2和S3可形成新的简易模具。

可选地，步骤S1中金属粉末和粘结剂的体积比为(50:50)～(70:30)。

金属粉末含量过高，则由于粉末间摩擦力太大，导致内部升温会使粘结剂蒸发，整体粘结性不够，如果金属粉末含量过低，则加工出的材料强度不足，无法作为模具使用。