从事试制品加工业务的日本Mold Model公司(总部:山梨县都留市)在《日经制造》和《日经设计》等主办的产品设计和创意设计展会“具有附加值的创意设计与加工技术”(2012年5月16日,目黑雅叙园)上,展出了尺寸精度非常高的散热片(图1)。该散热片利用石膏型铸造而成,实现了与压铸产品相同的尺寸精度。
图1 利用石膏型铸造的铝合金散热片。最前
面的两个是同一部件,左为正面,右为背面。
实现高精度的关键之一是通过切削工艺使母模成型,具体来说就是利用加工中心(MC)切削丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)工件来制造母模。接下来,将该母模的表面转印到硅制模具上,制作“阴模”,然后再将阴模向硅制模具转印,制作“阳模”。在制成的阳模中注入石膏,制作石膏铸模,可用此方法利用母模的正面和背面分别制作出两个铸模(图2)。在以同样的方法制造出背面的铸模后,将这两个铸模合在一起,向其中注入熔融金属,对金属部件进行铸造(成型)。
图2 石膏型铸造用模具。上层为正面的模具,下层
为背面的模具。左起依次为母模、硅制阴模、硅制
阳模、石膏模具、将正面和背面合起来的铸模。
此次展出的散热片由铝(Al)合金制成。此外镁(Mg)合金、锌(Zn)合金等也用此方法进行高精度铸造。除尺寸精度外,铸面及制品强度也与压铸产品相当。因此,此次的技术可用于试制原来用压铸法制造的精密小部件。据Mold Model介绍,该方法“非常适合200×200×100mm”大小的部件。
由于石膏型铸造不使用金属模具,因此前导时间可缩短至2~3周,这也是该技术的特点之一。而使用金属模具铸造时,需要花费2个月的时间。可实现的铸件产量为每月80个左右。