表面處理工藝是提升模具外觀與性能的基礎(chǔ)。3D 打印的模具表面通常較為粗糙,存在層紋、孔隙等缺陷,需要通過打磨、拋光等機械加工方式進(jìn)行處理。打磨可以使用砂紙、砂輪等工具,去除模具表面的毛刺和凸起,降低表面粗糙度;拋光則能進(jìn)一步提高模具表面的光潔度,使其達(dá)到鏡面效果,這對于生產(chǎn)外觀要求較高的塑料制品尤為重要。例如,在制造光學(xué)鏡片模具時,通過精細(xì)的拋光處理,可使模具表面粗糙度達(dá)到 Ra0.01μm 以下,確保鏡片成型后的光學(xué)性能。此外,化學(xué)處理也是常見的表面處理方式,如化學(xué)鍍、電鍍等?;瘜W(xué)鍍可以在模具表面形成一層均勻的金屬層,提高模具的耐磨性和耐腐蝕性;電鍍則能賦予模具表面特殊的性能,如鍍鉻可增強模具表面的硬度和耐磨性,鍍鎳可提高模具的抗氧化性。
尺寸精度優(yōu)化工藝能夠確保模具符合設(shè)計要求。3D 打印過程中,由于材料收縮、熱變形等因素,模具的實際尺寸可能與設(shè)計尺寸存在偏差。通過數(shù)控加工(CNC)對模具進(jìn)行二次加工,可以修正模具的尺寸和形狀。例如,對于精度要求較高的注塑模具,在 3D 打印完成后,利用 CNC 加工對模具的分型面、型腔等關(guān)鍵部位進(jìn)行精銑、研磨,將尺寸誤差控制在 ±0.01mm 以內(nèi),保證模具的裝配精度和產(chǎn)品的成型質(zhì)量。此外,激光熔覆技術(shù)也可用于尺寸修復(fù)和精度優(yōu)化。當(dāng)模具局部尺寸不足時,通過激光熔覆在模具表面添加金屬粉末,使其達(dá)到設(shè)計尺寸,同時還能改善模具表面的性能。
性能強化工藝可以顯著提升模具的使用壽命和工作性能。熱處理是常用的性能強化方式,通過對模具進(jìn)行淬火、回火等處理,能夠改變模具材料的組織結(jié)構(gòu),提高模具的硬度、強度和韌性。例如,對于 3D 打印的金屬模具,經(jīng)過淬火處理后,其硬度可從 HRC30 提升至 HRC55 以上,大大增強了模具的耐磨性。熱等靜壓(HIP)技術(shù)也是一種有效的性能強化手段,它通過在高溫高壓環(huán)境下對模具進(jìn)行處理,除去內(nèi)部的孔隙和缺陷,提高模具的致密度和綜合性能。此外,表面涂層技術(shù)可以在模具表面形成一層特殊的涂層,如氮化鈦(TiN)涂層、類金剛石(DLC)涂層等,這些涂層具有高硬度、低摩擦系數(shù)、良好的化學(xué)穩(wěn)定性等特點,能夠有效降低模具與成型材料之間的摩擦,減少磨損,延長模具的使用壽命。