可挤压糊状泥成型技术

法国蔼科颂科技集团(AXSON TECHNOLOGIES)开发的一系列可挤压树脂糊状泥，专门用于大尺寸模型和模具的制作，可帮助汽车制造企业缩短汽车模型的制作时间，从而有效地缩短汽车研发周期，降低成本。

在激烈的竞争形势下，缩短研发周期和降低研发成本对全球的汽车工业而越来越重要。谁能在最短的时间内将最新的车型推向市场，谁就有更大的竞争优势。

通常，一个新车型的开发过程包括：造型设计、建立数模；做比例模型、展示模型，来检验造型效果的工程结构设计、工艺设计；制造临时模具（树脂模具、中低熔点合金模具），用于小批量试制；制造永久模具（钢模）进行批量生产。

许多大型的商业化计算分析软件的出现大大缩短了建立数模的周期，因此新车模型的制作周期对于缩短新车型推向市场的时间至关重要。目前，大多数汽车厂商和汽车设计公司都采用模型糊状泥和可加工树脂板材（代木）这两种材料来制作展示模型及主模型。

用模型糊状泥制作车模的方法之一是：先用泡沫板制作一个略小于实际尺寸的整体模型为基体骨架，然后将双组分的模型糊状泥按照比例混合均匀后，以适当的厚度均匀地覆盖在基体骨架上，使其尺寸大于实际汽车的尺寸，待模型糊状泥完全固化后（大约1～2天的时间），即可用数控铣床来加工。数控加工完成后，再经过刮腻子、打磨、喷漆等后续工序，最后完成汽车模型的制作。

用可加工树脂板材制作模型的顺序是：先将板材切割成所需尺寸，然后再按照尺寸要求将板材粘接成毛坯，待胶粘剂完全固化后对毛坯进行数控加工。

虽然模型糊状泥和可加工树脂板材的采用使得汽车模型的制作速度大大加快了，但是时间仍然较长，特别是尺寸较大的车模。这主要是因为，模型糊状泥需要按照比例将两个组分一部分一部分地混合均匀，然后用人工的方法一块一块的贴到骨架上，常常需要多人几天甚至一周的时间才能完成。另外，由于混合和手工涂覆，表面会有气泡、小针眼状缺陷，数控加工完成后，还需要刮腻子、打磨、喷漆等后续工序，使得整个周期明显加长。可加工树脂板材虽然不需要搅拌混合和手工涂覆，但是需要将标准尺寸的板材切削成所需要的尺寸，然后粘结到一起制成毛坯，才能进行最后的加工。这方面增加了工作量和时间，同时也造成板材的浪费（边角料、余料等）。另外，粘缝的存在会对成型表面造成影响，甚至加工过程中会出现表面缺陷。

针对以上情况，法国蔼科颂科技集团(AXSON TECHNOLOGIES)开发出了一系列可挤压树脂糊状泥，专门用于大尺寸模型和模具的制作。

可挤压树脂糊状泥的特性

可挤压树脂糊状泥是用树脂(聚氨酯树脂或环氧树脂)加入合适的固体填料制作成的粘度适当的糊状物，包装在标准的开口钢桶(有50L和200L两种规格)中，通过挤压机将两组分挤出，经过静态或动态搅拌器连续混合后直接涂覆到基体骨架上，待树脂固化后，加工成模型。

由于采用了挤压机直接挤出和混合器的连续混合，可挤压树脂糊状泥成型技术有以下优点：

1. 质地细密均匀、无气泡，表面质量好，无针眼状缺陷，精加工后不需打磨可直接喷漆；

2. 产品浪费小，经济效益好；

3. 用挤压机施工，成型快，适用于大尺寸模型、模具；

4. 避免了板材的切割、粘结，一次成型节省了时间；

5. 避免了接缝的不均匀和外观的缺陷；

6. 反应放热低，收缩小，尺寸稳定性好；

7. 操作方便，无需直接接触树脂，带衬里的包装保持环境清洁。

除此之外，这种糊状泥能够粘结到各种材料的基体上，例如PS泡沫板、聚氨酯泡沫板、金属网、木头及复合材料等，使得基体的成本大大降低。以蔼科颂公司的SC167树脂为例，一次成型厚度可达40mm。这种糊状泥的另一个特点是固化后机加工过程中，加工屑成片状，无粉尘，环保（对人体无害）。

可挤压树脂糊状泥的成型工艺

用可挤压树脂糊状泥制作模型模具一般包括以下主要过程：从CAD数模制作基体结构；在基体上涂覆糊状泥；对固化后的糊状泥进行机加工和喷漆。

1. 基体结构的制作

模型师根据CAD或数模参数首先制作基体结构。其基本要求是重量轻、成本低、制作方便，且具有一定的强度。常用的方法是先用金属管或角钢制作一个钢架结构，然后铺上轻质PU泡沫板或者PS泡沫板，固定后快速粗略地加工成尺寸比实际模型小15～25mm的毛坯。

2. 在基体上涂覆糊状泥

采用挤压机涂覆。这种机器主要由低压挤压系统、计量系统和搅拌系统等组成。挤压系统将包装桶中的糊状泥靠低压作用挤压到管路中，计量系统根据产品的要求控制其配比，并按照比例将双组分液体树脂送到搅拌系统，通过（动态或静态）搅拌器连续混合搅拌均匀后，输出到塑料压力管就可以涂覆了。这种设备看起来并不复杂，但是长期以来只有欧洲国家的几个制造商能够生产，且价格昂贵。这也是限制该技术在中国普及和应用的主要原因之一。为此，蔼科颂公司和国际知名的设备生产商——日本的MET JAPAN公司合作开发了一种挤压糊状泥的专用设备（如图1）。这种挤压机除了具有性能稳定、使用方便的特点，而且配比可在1：1～1：3之间任意调节，更主要的是性价比高，尤其适合中国乃至亚洲市场的需要。

图1 双组分糊状泥挤压成型机

采用挤压机涂覆时，可以采用人工涂覆或者机器控制自动涂覆（如图2）。采用人工涂覆的好处是操作灵活方便，可随时调整涂覆的位置和厚度，但均匀性差一些，效率也较低。所以对于大型的模型，常把挤压机的出料管口与数控加工设备连在一起，由计算机控制自动涂覆。

图2 手工涂覆和机器自动涂覆

另外非常重要的一点是，涂覆时行与行之间要有1/3的重叠（如图2），以避免与基体粘结处有空隙。为了保证厚度均匀且提高效率，常常在管路的出口处连接一个喷嘴，其形式可以是圆形的，也可以是长方形的。

3. 固化后的糊状泥的机加工和喷漆

涂覆完成后，可以放置在常温下固化。固化时间取决于物料和环境温度、涂覆的厚度、集体的导热性以及搅拌器的类型等，一般来说1～2天后就可以进行机加工。由于采用连续的混合搅拌，成型后没有气泡，经过粗加工和精加工后，可以直接获得细腻光滑的表面，一般不需要刮腻打磨就可以直接上底漆喷漆了。另一方面，由于采用了特殊的填料，机加工过程中碎屑呈现片状，不会产生粉尘，非常环保（如图3）。

图3 固化后的机加工

以上简单介绍了可挤压糊状泥在汽车模型制作方面的应用，从中我们可以看到采用这种技术可以有效地缩短汽车研发周期，降低成本。实际上，除了汽车模型制作外，这种技术还广泛地应用于其他大型模型、模具以及检治具的制作中，例如风力发电桨叶的模具、大型船只的模具以及大型冲压模具等。

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