Lei Feng Fab Academy 2025小组作业：模具制作与铸造
项目概述
本次小组作业基于"模具制作与铸造"课程内容，完成了两个实践项目：
- 利用乐高积木、胶泥和聚氨酯树脂(PU)制作小狗笔筒陶像
- 利用铟锡铋低温合金，借助热水和注射器，浇筑小锡兵模型
这两个项目应用了课程中学习的模具制作、软模具铸造、脱模技术和低温金属铸造等核心技能，展示了不同材料和工艺在模具制作与铸造中的应用。
材料与工具
小狗笔筒制作材料：
- 小狗陶瓷笔筒原型（用于取模）
陶瓷小狗笔筒原型
- 乐高透明蓝色积木（用于制作模具外框）
- 模型油泥
画面中塑料袋包装的蓝色条块状物是模型油泥，蓝色积木用于制作模型外框
- 模具硅胶（用于制作弹性模具）
塑料壶封装的模具硅胶
模具硅胶使用方法
1. 取硅胶跟固化剂100:2搅拌均匀，一般操作时间大约5分钟左右。
2. 灌模后，固化成型即可取出。
3. 使用前，访取少量进行试验，已学握其操作技巧避免浪费。
减少气泡方法:
1. 减少固化剂比例，延长固化时间随着固化时间的变长气泡会自动溢出，大大减少气泡。
2. 搅拌时一个方向搅拌，减少气泡的进入。
3. 做模具时，先往母模上涂刷薄薄的一层硅胶待其气泡都消失时，在涂剩下的硅胶这样和母模接触面会减少气泡产生。
4. 使用抽真空机，混合好之后放真空机抽真空抽去气泡。
(东莞市力兴科技有限公司)
地址:广东省东莞市大朗镇仙村工业区
保质期:6个月- 聚氨酯树脂快干AB水（ShinBon新邦PU快干模型AB水，用于最终成品铸造）
ShinBon新邦PU快干模型AB水
本品为AB双组份，按重量1:1比例混合固化成PU，易打磨且脱模时间短。
- 计量：AB液的重量混合比是1:1，分别用容器称取AB液，如重量偏差过大，会使固化物的表面不能完全固化或是固化物的颜色发生偏差。
- 混合：将过秤后AB液充分搅拌均匀，搅拌时间以15～20秒为宜，因AB液混合后会在1.5-2分钟内固化，故操作时间越快越好。
- 灌模：充分搅拌均匀后，迅速灌入硅胶模具中，有真空机的，可放入真空机抽掉液体中的水份及空气，抽真空后可得到收缩小，无气孔的漂亮产品。
- 脱模：抽完真空后，将灌好AB水的硅胶模放置平面工作台，待10~20分钟，就可以脱模，由于固化反应热会使固化物的温度上升，请注意避免发生烫伤事故，如果过早脱模，高温的固化因受激冷，可能会发生变形
使用注意事项：
- 水气对A/B二液的品质均会产生不良影响，故应绝对避免混入水。
- B液会和水分发生反应生成白色浑浊物或发生固化，如若已经变得不透明，或已经固化，请不要再使用。
- 任何颜料/化学材料均会与本材料产生反应，导致更多的气泡，因此请杜绝添加一切颜料。
- 赠送滴管、量杯为容器，AB液密度不同，切勿用于AB比例均衡。
- 建议收到产品3个月内用完，A组会收缩，B组会膨胀，不要久放，避免瓶身开裂溢出。使用完毕后，请清理干净瓶口，请密封，在避免日光直晒的干燥阴暗处保存。
- 白凡士林脱模剂
- 产品名称：白凡士林(WHITE VASSLIN)
- 用途：主要用于模型润滑剂和硅胶模脱模剂
- 使用方法：用干净软毛刷均匀涂抹于模具表面
- 重量：500g/瓶
- 制造商：泉州市琳德贸易有限公司
白凡士林（中）和 AB 水（左右 2 瓶）
铟锡铋小锡兵制作材料：
- 铟锡铋低温合金
- 熔点：47°C
- 纯度：99.995%
- 产地：广东东莞
- 制造商：东莞市鼎冠金属科技有限公司
- 蓝色硅胶模具（乐高人仔形状）
铟锡铋低温合金、注射器以及柔软的模具
工具：
- 注射器（用于注入低温合金）
- 金属锉刀/工具（用于后期处理）
- 热水（用于熔化低温合金）
- 玻璃量杯（用于材料混合）
- 一次性塑料碗
- 塑料注射器
- 木棒（用于搅拌）
- 软毛刷（用于涂抹脱模剂）
- 纸张（用于防止工作区域污染）
- 手套（防护用）
- 口罩
- 眼罩
小狗笔筒制作流程
准备工作
- 清洁工作台（建议铺上纸张保护）
- 准备原型模型（小狗陶瓷笔筒）
- 检查所有材料和工具
- 确保工作环境干燥，避免水分影响材料质量
我们计划分 2 次翻模，把模具做成可以咬合的 2 部分，以便方便去除原雕像和浇筑后取出铸造件。
上半身模具框架构建
- 使用透明蓝色乐高积木搭建模具外框
- 调整框架使其能够完全包围原型，并预留足够的空间用于倒入硅胶
- 使用胶泥对框架底部封闭，防止硅胶泄漏，我们将小狗雕像压入胶泥中，让胶泥没过雕像万分之一初，并用木棒在胶泥上压出 4 个坑洞，以便为 2 半模具预留咬合装置。
乐高积木构建的模具框架，底部铺了胶泥与放置其中的小狗原型，胶泥上压了 4 个咬合孔，可怜的黄白小狗被蓝色胶泥染成了花狗
- 然后将积木垒的高于雕像约 1 块积木的厚度如下图所示。
乐高积木要垒到高于雕像至少 1 块积木的厚度
上半身硅胶模具制作
- 按100:2比例准备模具硅胶和固化剂
- 在小狗原型表面均匀涂抹白凡士林脱模剂
- 先在母模上涂刷薄薄一层硅胶，待气泡消失后
- 充分混合硅胶和固化剂，搅拌时保持一个方向以减少气泡产生
- 使用细流方式小心倒入硅胶，让其逐渐覆盖原型
- 轻轻震动模具框架，帮助排出可能存在的气泡
- 在室温下静置，等待硅胶完全固化（约5小时）
准备模具硅胶，并按100:2比例加入固化剂，然后搅匀导入积木槽中，所有这一切尽量在 5 分钟内完成，所以 2 人分头行动，一个人负责倒硅胶，一个人准备称量固化剂
我们考虑未来要灌注 AB 水需要灌注孔，所以我们插了根金属棒，并搭了一个支撑结构
下半身硅胶模具制作
- 为了确保硅胶充分凝固，我们等了 24 小时后才开始这部分。把乐高框架翻过来，拆掉底部乐高积木和胶泥，如下图所示。
24 小时后，等上半身硅胶模具充分固化，把框架翻过来，去掉底部的积木和胶泥
- 再继续垒乐高积木，让框架至少超过模型 1 块积木的厚度，现在可以准备浇筑下半身了，如下图所示。
用乐高积木围出模型下半身的浇筑空间
- 调好硅胶与固化剂，浇筑下半身模具硅胶，如下图所示
浇筑下半身的模具硅胶
- 由于我们没有真空机，所以我用灌注硅胶的模具多次用力拍击桌面（要确保积木框架稳固），利用冲击力去除气泡，感觉蛮有效。
- 感觉气泡很快都来到了表面，然后又开始了 24 小时的固化静置。
开始 24 小时固化
脱模与准备
- 确认硅胶已完全固化
- 拆除乐高积木框架
- 小心地取出硅胶模具，确保不损坏细节部分
- 检查硅胶模具是否完整复制了原型的所有细节
先拆出下半身模具
再小心的取出上半身模具和小狗雕像，现在我们获得了 2 个可以拼合的完整模具，可以开始浇铸了
但在准备浇筑前我们忽然意识到一个问题，之前我在模型顶部（小狗的鼻尖处）插的金属棒形成的浇筑孔还是太小了，AB 胶混合后的液体粘稠，这个小孔会很难灌注，而且因为没有排气孔，会让模具里的空气很难排出，这样会导致空腔或气泡区的形成。
顶部的浇筑孔还是小的难以察觉，会导致浇筑无法在短时间内完成
为了解决这个问题，我们想了个办法，把顶部的浇筑孔用胶泥封堵，然后把模具倒过来，在底部较为平整且薄地方，用剪刀剪出一大一小 2 个孔，大的用于浇筑，小的用于排气，如下图所示。
把模具颠倒过来，在底部较为平整且薄地方，用剪刀剪出一大一小 2 个孔，大的用于浇筑，小的用于排气
最终产品铸造（使用AB水）
- 按1:1重量比例准备AB水A组分和B组分
- 在硅胶模具内表面均匀涂抹脱模剂（凡士林）
- 用乐高积木固定模具
- 在干净容器中快速混合A、B两种组分，搅拌时间控制在15-20秒
- 在1.5-2分钟的工作时间内，使用塑料注射器迅速吸入混合好的AB水，将其注入模具
对于分量比较大的浇筑，建议使用电子秤去皮功能，要保持 1:1 重量，可以先倒 A 液，记下重量，再增加 B 液相同重量
然后直接将其中一碗倒入另一碗混合，快速搅拌后，用塑料注射器注入模具，直到注入孔和排气孔都有液体流出
- 轻轻震动模具，确保AB水填充所有细节并排出气泡
- 在室温下静置约10-20分钟，等待AB水完全固化
固化时间大约 10 -20 分钟左右，因为没有估计准确 AB 水的用量，所以塑料碗里还剩余了小半碗
- 小心地从硅胶模具中取出成品
取出的模具感觉效果很不错，表面光滑细腻
我们对成品很满意
- 上色
上色后的复制品（红色）与原品对比（黄色）
意外收获光滑表面铸造物
在上面 AB 水浇筑后，塑料碗剩余的 AB 水也凝固了。我们把它扣出来，意外发现这个“圆盘”的侧边非常光滑圆润，就是说如果模具表面足够光滑，那通过 AB 水获得的模型效果也会非常出色。
塑料碗光滑的表面造就了这块剩料的光滑表面
铟锡铋合金小锡兵制作流程
准备工作
- 检查铟锡铋合金材料
- 准备蓝色硅胶模具（乐高人仔形状）
- 准备热水用于熔化合金
合金熔化
- 我们找了一个废的塑料汤盒乘上开水，放入铟锡铋合金
- 使用热水间接加热合金
- 等待合金完全熔化成液态（铟锡铋合金熔点仅47°C）
我们找了一个废的塑料汤盒乘上开水，然后把铟锡铋合金丢进去很快就编程了液态金属
模具准备
- 确保模具表面干燥洁净
- 涂抹适量脱模剂在模具内表面（凡士林）
- 检查模具的细节部分是否完好
铸造过程
- 使用注射器吸取适量熔化的铟锡铋合金
- 小心地将合金液注入模具中
- 轻轻震动模具，确保合金液填充所有细节
- 等待合金液冷却并完全固化（约10-15分钟）
脱模与后期处理
- 小心地从模具中取出金属小锡兵
- 使用金属锉刀或其他适合工具去除毛边和多余部分
- 检查成品的完整性和细节还原度
完成的金属小锡兵与模具，遗憾的还是有一些气泡导致表面有瑕疵，尝试了几次感觉比较难以消除
技术要点与注意事项
硅胶模具制作技术要点
- 混合比例准确性：
- 严格按照100:2的比例混合硅胶和固化剂
- 比例不准会影响固化效果和强度
- 气泡控制：
- 搅拌时保持一个方向，减少气泡进入
- 先在母模上涂刷薄层硅胶，等气泡消失后再倒入剩余硅胶
- 轻轻震动模具帮助气泡上升
- 可考虑减少固化剂比例以延长固化时间，让气泡自然消除
- 有条件可使用真空机抽出气泡
- 操作时间：硅胶操作时间约5分钟，足够进行细致的倒模
- 脱模剂使用：白凡士林应薄而均匀地涂抹，过多会影响细节复制
AB水铸造技术要点
- 混合比例准确性：
- 严格按照1:1的重量比例混合A、B两组分，注意最好通过称重达到 1:1，而不是用量杯
- 重量偏差过大会导致表面不完全固化或颜色发生偏差
- 时间控制：
- 混合后1.5-2分钟内完成倒模操作
- 搅拌时间控制在15-20秒
- 避免气泡：
- 采用水平剪切混合方式而非垂直搅拌
- 使用细流倒入方式
- 轻轻震动模具帮助气泡上升
- 固化时间：室温下约需10-20分钟完全固化
- 防水措施：
- 避免AB液接触水分
- 尤其B液易与水分反应生成白色浑浊物
- 安全防护：
- 操作时保持良好通风
- 避免皮肤直接接触，必要时佩戴手套
- 固化过程会发热，注意避免烫伤
- 避免过早脱模导致产品变形
低温合金铸造技术要点
- 温度控制：
- 加热温度不宜过高，47°C即可熔化
- 保持液态状态而不过热，避免氧化
- 注射技巧：
- 使用注射器缓慢注入合金液
- 避免产生气泡
- 冷却时间：让合金充分冷却后再脱模，避免变形
- 安全注意事项：
- 虽为低温合金，仍需小心操作避免烫伤
- 工作环境保持通风
- 操作完毕后彻底清洁工具和手部
实验结果与讨论
小狗笔筒成果分析
- 优点：
- 乐高积木提供了灵活且易于拆卸的模具框架
- 硅胶模具很好地复制了原型的细节部分
- 硅胶模具弹性好，脱模容易，不损坏原型
- 硅胶模具可重复使用多次
- AB水铸造的成品易于打磨，便于后期处理
- 挑战：
- 硅胶倒入过程中容易产生气泡
- 乐高框架需要仔细搭建以确保不漏液
- AB水混合后工作时间短（1.5-2分钟），操作需快速准确
- 需注意避免水分接触AB水，尤其是B组分
铟锡铋小锡兵成果分析
- 优点：
- 低温合金便于在简单条件下操作
- 金属质感优良
- 细节复制度高
- 可重复熔化使用，环保经济
- 挑战：
- 注射过程需要稳定手法
- 小细节部分（如手部）容易不完整
- 脱模时需小心，避免损坏细节部分
两种技术对比讨论
- 材料对比：
- 硅胶模具弹性好，可用于复杂形状，使用寿命长
- AB水固化快，适合快速成品制作，但操作时间窗口小
- 低温合金成本适中，可多次回收利用
- 适用场景：
- 小狗笔筒适合制作功能性装饰品
- 小锡兵适合制作精细的装饰性小物件
- 工艺复杂度：
- 硅胶模具制作过程相对简单，但固化时间长，操作时间充裕
- AB水铸造要求对时间把控较高，对操作速度要求高
- 低温合金铸造对温度控制要求较高，但操作时间压力小
CNC 铣削模具制作过程实例
铣削腊模具的实践流程
以下是我使用CNC铣床制作徽章腊模的详细过程：
- 设计阶段：
- 在 Fusion 360 中设计了一个带有"F"字母的徽章正模
- 设计外框为70mm的正方形（我们使用的蜡块的边长范围），中间为徽章图案
- 导出为STL文件格式
在 Fusion 360 中设计 F 字母徽章
- 工具路径生成：
- 访问 ModsProject 网站
- 右键点击并选择：programs/open program/G-code/mill 3D stl/
通过鼠标右键的菜单中访问 programs/open program/G-code/mill 3D stl 工具
- 在程序窗口点击"select stl file"选择导出的STL文件
- 在"mesh units: (enter)"中将"mm:"框中的数值改为1，确保模型以原比例加载
- 点击"calculate"按钮，预览刀具路径并自动下载.nc文件
加载 STL 文件并计算刀具路径
计算后的刀具路径会自动下载为 .nc 文件
- 机器设置与加工：
- 在连接CNC铣床的计算机上启动 Mach3 软件
- 加载生成的.nc文件
- 我还找到一个好方法来固定厚实的蜡块
借助 4 个木块和夹具来固定蜡块
- 选择并安装合适的刀具：38mm长，刀刃直径1.4mm，刀刃长度10mm，轴直径3mm的平头立铣刀
这次尝试选择了一个 φ1.4mm 的刀具
- 设置加工原点和参数
- 开始切割过程
在 Mach3 中开始切割
- 首次加工与调整：
- 发现蜡块宽度略不足，导致模型的围挡一边缺失
- 使用刷子和小铲刀小心清理模具表面
使用刷子和小铲刀小心清理模具表面
感觉还不错，就是刀具路径的痕迹有点明显
- 再次制作稍小的 H 徽章
- 返回Fusion 360，修改设计参数，创建了一个更小的"H"字母徽章
- 将模型缩小为外框50mm的正方形，再次导出STL
再次制作一个外框为 50mm 的 H 徽章
- 重复工具路径生成步骤，记得要修改刀具设置，然后获取新的.nc文件
修改以下值以匹配你的刀具参数：
- tool diameter (刀具直径)：将"mm:"字段的值从默认的3.175修改为1.4（也就是你刀刃的直径）
- stepover (步进值)：可以根据需要调整，默认是0.5（表示每次横向移动为刀具直径的50%）
- tool shape (刀具形状)：确保选择"flat end"（平头刀），界面上已经选择了这个选项
- direction (方向)：保持默认的xyz/z设置，除非你有特定需求
- vector fit (矢量拟合)：保持默认值0.001即可，这是精度设置
修改完所有参数后，点击下方的"calculate"按钮重新计算刀具路径。
导出 H 徽章的刀具路径
- 使用 Mach3 进行第二次切割，这次切割的范围没有出现超过腊块边境的问题
切削 H 徽章模具的时候范围控制的比较好
后期处理： - 由于蜡材质较软，加工后残留物会粘在模具中 - 使用刷子和小铲刀小心清理模具表面
硅胶模具制作： - 对缺少围边的"F"徽章，使用胶泥手工补做一个围挡 - 混合硅胶和固化剂，浇铸到 2 个腊模上
左边是稍小的 H 徽章腊模，右边是稍大的 F 徽章蜡模，因为 F 徽章蜡模少了一条围挡，所以我用胶泥和乐高积木搭建了一个围挡，然后给两个蜡模浇铸混合了固化剂的硅胶
- 等待24小时完全固化
- 取出硅胶模具
上面的蜡模和下面固化后的硅胶模具，从模具质量看，我觉得还是大尺寸的 F 徽章的质量更好一些
最终铸造：
- 使用AB水 1:1 质量混合后浇铸到硅胶模具中
为硅胶模具浇铸 1:1 质量混合的 AB 水
- 获得最终的"F"和"H"徽章成品，但这时我们发现切割的蜡模变成了反模，导致最终的 F 徽章也变成了反的。
很奇怪，我们的 F 徽章明明是正模，但是切割出的蜡模却是一个反模，最终用 AB 水浇铸的徽章也成为了反的
大的 F 徽章的效果感觉会更好一些，表面切割路径的痕迹明显。
大的 F 徽章的效果感觉要更好一些，不过 2 个徽章的切割路径都比较明显
3D 打印模具制作过程实例
见个人作业：
- 冯磊（Lei Feng）：Personal Assignment: Molding and Casting （中文版）
- 刘鸿泰（Hongtai Liu）：Molding and Casting: Fabricating FabLab Badge Coins
3D 打印与铣削模具的详细对比
几何复杂度与精度
| 特性 | 3D打印 | CNC铣削 |
|---|---|---|
| 复杂几何形状 | ✅ 几乎可以制作任何复杂形状，包括内部结构、悬垂、曲面和有机形状 | ⚠️ 受到刀具可达性限制，难以加工深槽、锐角、内腔等复杂形状 |
| 精细细节 | ⚠️ 取决于打印技术，FDM精度较低，SLA/DLP/SLS可达更高精度 | ✅ 可实现极高精度(0.01mm级)，表面光洁度不错，但控制不好容易出现刀具路径痕迹 |
| 尺寸精确度 | ⚠️ 可能受材料收缩、翘曲等影响，需校准 | ✅ 精度高，稳定性好 |
| 表面质量 | ⚠️ 层纹明显(FDM)或需后处理 | ✅ 表面光滑度高，可直接用作模具 |
| 内部结构 | ✅ 可制作内部复杂结构和通道 | ❌ 难以制作不可见的内部结构 |
材料与耐用性
| 特性 | 3D打印 | CNC铣削 |
|---|---|---|
| 材料选择 | ⚠️ 有限，主要为各类塑料，少量金属和陶瓷 | ✅ 广泛，几乎所有实体材料：金属、塑料、木材、蜡、石材等 |
| 材料强度 | ⚠️ 层间结合强度较弱，各向异性 | ✅ 保持原材料强度，各向同性 |
| 耐热性 | ❌ 大多数打印材料耐热性有限 | ✅ 可加工高温材料，如金属、陶瓷等 |
| 耐用性 | ⚠️ 中等，取决于材料和工艺 | ✅ 高，特别是金属模具 |
| 防水性 | ⚠️ 需要后处理 | ✅ 良好，材料本身特性决定 |
生产效率与成本
| 特性 | 3D打印 | CNC铣削 |
|---|---|---|
| 前期准备时间 | ✅ 短，只需3D模型和切片 | ⚠️ 较长，需要CAM编程和刀具规划 |
| 生产速度 | ⚠️ 慢，特别是高精度打印 | ✅ 快，尤其是简单形状 |
| 原型迭代 | ✅ 快速，易于修改设计 | ⚠️ 每次迭代都需重新加工 |
| 小批量生产 | ✅ 经济高效 | ⚠️ 成本较高 |
| 大批量生产 | ❌ 不经济，速度慢 | ✅ 速度快，成本降低 |
| 设备成本 | ✅ 低至中等(家用级打印机便宜) | ❌ 高(专业CNC设备昂贵) |
| 材料成本 | ⚠️ 专用材料相对昂贵 | ✅ 标准材料，成本可控 |
| 人工成本 | ✅ 低，操作简单 | ❌ 高，需要专业技能 |
| 废料产生 | ✅ 少，主要是支撑结构 | ❌ 多，切削过程产生大量废料 |
操作与维护
| 特性 | 3D打印 | CNC铣削 |
|---|---|---|
| 操作复杂度 | ✅ 简单，入门门槛低 | ❌ 复杂，需要专业知识 |
| 设备体积 | ✅ 小，桌面级设备可用 | ❌ 大，需要专门空间 |
| 噪音与污染 | ✅ 低噪音，少量气味 | ❌ 高噪音，粉尘或切削液污染 |
| 设备维护 | ✅ 相对简单 | ❌ 复杂，需要定期检修 |
| 安全风险 | ✅ 低 | ❌ 中至高(高速旋转刀具) |
| 监督需求 | ⚠️ 中等，可能需要监控打印过程 | ✅ 一旦设置好，监督需求较低 |
适用的模具类型
| 模具类型 | 3D打印 | CNC铣削 |
|---|---|---|
| 原型验证模具 | ✅ 极佳 | ⚠️ 可行但成本高 |
| 低压注塑模具 | ✅ 适合小批量 | ✅ 适合中大批量 |
| 硅胶/软模具主模 | ✅ 非常适合 | ✅ 非常适合 |
| 金属铸造模具 | ⚠️ 仅适合低温合金 | ✅ 适合各类金属铸造 |
| 食品级模具 | ⚠️ 需专用食品级材料 | ✅ 可加工食品级不锈钢等 |
| 大型模具 | ❌ 受打印空间限制 | ✅ 可加工大型模具 |
| 精密模具 | ⚠️ 取决于打印技术 | ✅ 高精密度 |
| 透明模具 | ⚠️ 有限选择 | ✅ 可加工亚克力等透明材料 |
在蜡模具制作中的经验教训
使用蜡材料铣削的优势
在实际操作中，使用蜡材料进行铣削模具制作具有以下优势：
- 易于加工：蜡材质软，加工速度快，刀具磨损小
- 低成本：蜡材料价格低廉，适合多次尝试和学习
- 易于修改：加工后可用手工工具进行微调或修复
- 环保：废料可回收再利用
- 精细度好：软质蜡材可以实现较好的表面光洁度
实践中遇到的挑战与解决方案
在腊模具铣削过程中，我遇到了几个挑战并采取了相应的解决方法：
- 尺寸规划问题：
- 挑战：首次加工时蜡块尺寸不足，导致模型围挡缺失
- 解决方案：重新设计小尺寸模型，并在加工前确认材料尺寸充足
- 经验：始终为模型预留足够的边缘空间
- 材料清理问题：
- 挑战：因为腊比较软，切割后会黏在模具中
- 解决方案：用刷子和小铲刀小心的清理
- 经验：准备适当的清理工具，耐心进行后处理
- 局部缺陷修复：
- 挑战：一个模型缺少围边
- 解决方案：用胶泥为缺少一个围边的F徽章做了一个围挡
- 经验：混合使用数字制造和手工技艺可以互补
- 刀具选择：
- 挑战：需要适合软材料的合适刀具
- 解决方案：使用了一个38mm长，刀刃直径1.4mm，刀刃长度10mm，轴直径3mm的平头立铣刀
- 经验：根据材料特性选择合适的刀具参数
选择合适技术的决策指南
选择3D打印的情况
以下情况下，3D打印是更好的模具制作选择：
- 当模具具有极其复杂的几何形状或内部结构
- 当预算有限，无法获取专业CNC设备
- 当需要快速迭代原型设计
- 当批量小，定制化需求高
- 当操作者缺乏CNC编程和操作经验
- 当对噪音和粉尘有严格限制
- 当需要在小空间内完成全部工作
选择CNC铣削的情况
以下情况下，CNC铣削是更好的模具制作选择：
- 当需要高精度、高表面光洁度的模具
- 当模具需要使用特殊材料(如金属、高强度塑料等)
- 当模具需要承受较高温度或压力
- 当模具尺寸较大
- 当需要大批量生产相同模具
- 当模具设计相对简单(无复杂内部结构)
- 当项目预算充足，注重最终品质
混合方法的应用
在实际项目中，混合使用两种技术往往能取得最佳效果：
- 使用3D打印快速验证设计概念
- 用铣削技术制作最终使用的高精度模具
- 3D打印复杂部分，铣削简单部分，然后组装
- 3D打印制作牺牲模型，然后用于铸造工艺
材料安全数据表评估
在模具制作与铸造过程中，正确理解和遵循材料安全数据表(SDS)的指导非常重要，这不仅关系到操作者的健康安全，也影响到最终产品的质量。以下是本项目中使用的主要材料的安全信息评估：
模具硅胶安全评估
模具硅胶固化剂的使用比例为100:2，操作时间约为5分钟。根据安全数据表分析：
危害识别：
- 低毒性，但应避免皮肤长时间接触
- 固化过程中释放少量挥发性物质，需在通风环境下操作
- 不属于易燃物质，但应避免接触明火
防护措施：
- 佩戴丁腈或乳胶手套进行操作
- 在通风良好的环境中工作
- 如不慎接触皮肤，应立即用肥皂水清洗
- 操作过程中避免触碰眼睛，建议佩戴护目镜
存储要求：
保质期为6个月
应存放在阴凉干燥处，避免阳光直射
容器密封，防止空气和水分进入导致固化
聚氨酯树脂(AB水)安全评估
AB液的重量混合比是1:1，混合后会在1.5-2分钟内固化。安全数据表显示：
危害识别：
- B组分含有异氰酸酯，可能引起呼吸道和皮肤过敏
- 固化反应放热，可能会导致温度上升引起烫伤
- 与水反应会产生二氧化碳气体，可能导致密闭容器压力增加
防护措施：
- 必须佩戴防护手套和护目镜
- 在通风良好环境中操作
- 水气对A/B二液的品质均会产生不良影响，应绝对避免混入水
- B液会和水分发生反应生成白色浑浊物或发生固化
急救措施：
- 皮肤接触：立即用大量清水和肥皂清洗
- 眼睛接触：用流动清水冲洗至少15分钟，就医治疗
- 吸入：移至新鲜空气处，如症状持续应就医
存储注意事项：
- 建议收到产品3个月内用完
- A组会收缩，B组会膨胀，不要久放，避免瓶身开裂溢出
- 使用完毕后，请清理干净瓶口，请密封，在避免日光直晒的干燥阴暗处保存
白凡士林脱模剂安全评估
危害识别：
- 低毒性，化学稳定性高
- 不易燃，不具腐蚀性
防护措施：
- 避免长时间皮肤接触
- 使用专用工具(干净软毛刷)均匀涂抹
- 操作后洗手
存储要求：
- 室温下密封保存
- 避免污染
铟锡铋低温合金安全评估
这种合金熔点仅为47°C，安全数据表信息如下：
危害识别：
- 熔融状态可能导致轻微烫伤
- 蒸气可能含有金属氧化物，过量吸入有害
- 长期接触可能导致皮肤敏感
防护措施：
- 虽为低温合金，操作时仍建议使用耐热手套
- 避免将熔融合金接触水，可能发生飞溅
- 操作环境应保持通风良好
- 避免吸入可能产生的烟雾
急救措施：
- 皮肤烫伤：立即用冷水冲洗，不要使用冰
- 吸入烟雾：移至新鲜空气处
- 误食：饮用大量水，就医治疗
环保与处置：
- 金属可100%回收再利用
- 废料应收集并重新熔化使用
- 避免排入环境
工业腊安全数据表评估
工业腊是铣削模具制作中常用的材料，具有易于加工和低成本的特点。根据安全数据表分析：
危害识别：
- 低毒性，常温下稳定
- 加热至高温时可能释放烃类蒸气，避免吸入
- 熔融状态可能导致轻微烫伤
- 固态时不易燃，但熔融状态下可燃
防护措施：
- 铣削加工时佩戴防尘口罩，避免吸入腊粉尘
- 加热熔融时确保通风良好
- 如需手工调整，建议使用手套避免皮肤接触
- 避免长时间接触皮肤，可能导致轻微过敏
- 铣削过程中戴防护眼镜，防止碎屑进入眼睛
急救措施：
- 皮肤接触：如接触熔融腊，立即用冷水冲洗，不要撕下附着在皮肤上的腊
- 眼睛接触：用大量清水冲洗，如有不适请就医
- 吸入：如吸入大量粉尘，移至新鲜空气处
清理与处置：
- 腊屑可回收再利用，熔化后重新成型
- 废弃物应按当地法规处理
- 清理工具和工作区域时，避免使用可能与腊发生反应的溶剂
存储要求：
- 存放在阴凉干燥处，避免阳光直射
- 远离热源和明火
- 储存温度应低于其熔点(通常60-80°C)
在我们的铣削模具制作实践中，特别注意到工业腊的以下安全特性：
- 加工特性：
- 腊材质软，加工过程产生的切屑容易粘附在模具表面
- 需要谨慎清理，避免损坏模具细节
- 切削速度不宜过快，防止腊因摩擦热而软化
- 使用注意事项：
- 与硅胶等材料接触前，确保腊模表面干净，无残留切屑
- 腊模与硅胶直接接触时，硅胶可能对腊有轻微溶解作用，建议使用适当脱模剂
通过合理的防护措施和操作规程，工业腊可以安全有效地用于模具制作，其低毒性和可重复使用的特性使其成为环保的模具材料选择。
安全操作总结
在本项目实施过程中，我们严格遵循了以上安全指导原则，并采取了多项措施确保安全：
个人防护装备使用：
- 全程佩戴手套、口罩和防护眼镜
工作环境管理：
- 保持工作区域通风良好
- 工作台上铺设纸张，防止化学品污染
- 按材料类型分区操作，避免交叉污染
废弃物处理：
- 硅胶和AB水固化后的废料作为一般固体废物处理
- 铟锡铋合金残余收集并重新利用
- 清洁工具时产生的废液单独收集
- 工业腊的切削碎片可以收集起来融化后再次利用
通过认真研读和实施材料安全数据表中的指导，我们不仅保障了操作者的健康安全，也提高了产品质量和工作效率。在未来项目中，我们将继续完善安全措施，探索更安全、环保的材料和工艺。