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塑料成型金屬模具相關技術的發(fā)展
雖然單純簡化模具制作工藝是困難的，但根據各種成型條件，更快更穩(wěn)定制作高性能金屬模具卻是可行的。同時，還應構建從海外接受模具制作的訂貨體制。而且，應重新評價過去實施熱處理的模具。就現實狀況而言，模具制作雖然不能完全避開熱處理，但相當一部分塑料模具從熱處理型向無熱處理型轉換則是可能的。
1.1熱處理型和無熱處理型分類
一般以成型樹脂的組成和壓鑄數量決定選擇哪種模具材料。也就是說樹脂內玻璃纖維（下稱GF）的數量和壓鑄數量是選擇模具材料的重要因素。根據過去的實際操作，則可將含35%GF作為分界，將壓鑄數分為50萬（次）以上的熱處理型和50萬（次）以下的無熱處理型。
例如若用含30%GF的樹脂進行30萬次以下的成型，在對30-32HRC的預硬化鋼實施N化處理的條件下，且若將含35%GF的樹脂進行50萬次的成型，在對40HRC預硬化鋼實施N化和PVD涂鍍條件下，即使不采用熱處理型材料，也可達到目標壓鑄數量。當然，對含40%-50%GF樹脂進行70萬次的壓鑄成型模具，則須將母材進行高硬度熱處理，且需作N化和PVD復合處理，日本不二越工業(yè)公司的不少模具就進行了這樣的處理。
1.2熱處理條件和模具質量
進行熱處理的模具在淬火、回火中產生變形，因此，在滿足熱處理質量要求方面應盡可能快速冷卻，這與為抵制變形需盡量慢冷之間存在矛盾，要同時滿足上述兩方面的要求是非常困難的。
模具材料除了要具有好的切削性能之外，還需要減少在熱處理工序中尺寸的變形。最近將冷鍛模具鋼PD613和HPM31改良，開發(fā)成SLD-Magic和DCMX兩種材料。較之JIS的SKD11，這些改良鋼的性能得到大幅度改善。在塑料成型用金屬模具中，由于主要是進行難燃強化樹脂的成型，故除考慮其耐磨損性和耐蝕性外，還需充分考慮在成型中引起的時效變化。
由于耐磨損性與硬度成正比，故金屬模具材料采用了硬度60HRC的鋼種。另外，需要注意的是材料硬就會變脆，故對于可能產生破損的模具，應考慮其延展性（又稱可鍛性），因此，一般將材料硬度控制為56-58HRC。并且，當需要考慮耐蝕性時，原則上采用M（馬氏體）系不銹鋼。在重視耐蝕性的熱處理中，不能析出會降低防蝕抗力的碳化物。需避免在450℃以上的溫度回火。然而，為了熱處理后實施N化和涂鍍處理，進行高溫回火又是恰當的處置。
為了防止時效變化，有必要進行低溫處理，即回火應在不析出碳化物的400℃以下的溫度進行。
1.3無熱處理型模具材料的發(fā)展
在日本國內的塑料成型金屬模具制作中，雖然面臨降低成本、縮短交貨期、提高質量的壓力，但在塑料模具使用預硬化鋼附加表面改質的條件下，即使不進行熱處理也能滿足使用要求。根據調查得知，目前從熱處理型材料轉換為硬度40HRC的預硬化鋼表面改質的非熱處理型模具正在急劇增加。預計數年后，預硬化鋼的硬度將從現在的40HRC左右提高到45HRC左右，從而成為非熱處理型的模具材料。
在模具產業(yè)全球化的背景下，日本國內的模具企業(yè)為了能夠生存下去，必須采取一些對策。特別要重視成本、交貨期和產品質量等重要指標，以便能與海外制造的模具競爭。硬度40HRC的預硬化鋼附加表面改質的非熱處理型材料的應用將會普遍。然而，這樣處置的使用范圍有限。因此，若匆忙將預硬化鋼的硬度提高至45HRC左右，可能將難以滿足對48HRC左右硬度非熱處理型材料的全球化需求。
為了實現既定目標，煉鋼廠家必須組織所定硬度預硬化鋼的開發(fā)。而高硬度化材料的切斷、切削加工等難題的解決時間，將會左右非熱處理型預硬化鋼實際應用的進程。
2.用激光堆焊焊接的金屬模具精密修補技術
過去，模具的堆焊焊接修補，一般都采用W極惰性氣體保護電弧焊（簡稱TIG焊）。然而，近年由于脈沖激光堆焊.焊接機的問世，使得更細微、精密的模具修補成為可能。在日本，激光堆焊焊接機本來因其精密操作性而用于珠寶飾品加工。但現在已廣泛用于塑料、壓鑄、沖壓等模具的修補。由于可以對模具零配件、磨損部、缺陷及針孔等以0.01mm內的精度進行堆焊修補，故作為有效的修補手段，其市場擴大、需求高漲，使模具生產廠家和受委托加工業(yè)者都紛紛引進此技術及設備。
2.1修補技術的特點
與一般的TIG焊接相比，激光堆焊.焊接具有焊接輸入熱量小，無需進行預熱和焊后處理等特點，使得過去不可能進行的細微精密堆焊.焊接成為可能。
由于TIG焊是一邊用焊炬的高熱量熔工件和堆焊材料，一邊進行堆焊.焊接，具有焊接速度快，焊合強度大等優(yōu)點。但因其輸入熱量很大，工件易變形，產生二級咬邊和應力；并且，因毛剌（飛邊）多，造成機械加工、電火花加工時間長、費用上升等問題。另外，對于細小部位（如針銷狀尖端、溝狀底部和側面等），TIG焊是不適合的。
反之，激光堆焊.焊接是脈沖狀激光的點狀照射，對工件的熱影響極小，不會造成工件的變形、二級咬邊等損傷。可以一邊用附屬的顯微鏡確認堆焊.焊接部位，一邊進行激光焊接操作。并且，由于持續(xù)調整顯微鏡的焦點和激光焦點的距離，從而可以對堆焊.焊接部位進行準確照射。當然，較之TIG焊接，若用激光進行大量堆焊，則有焊接速度慢的缺點。但是，激光焊接精度極高，且可以減少其后精加工時間和費用，加之可以對狹窄的溝槽、孔穴底部、內角等細小部位進行堆焊.接焊，故可認為激光焊接是修補塑料成型用金屬模具最佳的技術。
伴隨塑料成型、壓鑄、沖壓等模具的修補及設計的變更，除改造、修正之外，還有機械部件、精密部件的堆焊.焊接、TIG等焊接不良（如二級咬邊、針孔等）的修補，以及各類金屬之間的堆焊.焊接等。
2.2堆焊方法與使用
同時考慮了堆焊.焊接部的材質、形狀而調整了激光脈沖寬度、頻率數、射束直徑（焦點直徑），從而設定了最佳的堆焊.焊接條件。由于持續(xù)對顯微鏡焦點和激光焦點距離進行調整，故容易進行條件設定。首先，為了防止修補部位融合不良，不使用焊絲而僅進行激光對堆焊部位照射。繼而將焊絲尖端插入，少量熔融地進行堆焊；然后進行正常堆焊，直至形成無針孔等焊接不良的堆焊層。
3.快速成型工藝
3.1快速成型概要
所謂快速成型，是將實體對象的三維形狀用薄層疊置進行處理，以主體形狀堆積而實現物理形狀。
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