注塑模具發(fā)展綜述

陶巖

摘 要：在塑膠制品生產(chǎn)中，注塑模具是極為重要的組成，是賦予塑膠制品完整形態(tài)以及精確尺寸的關(guān)鍵。在批量生產(chǎn)某些復(fù)雜形狀的塑膠制品中，注塑模具發(fā)揮了巨大的作用。通過將熱融化后的材料注入到模腔中，從而冷卻固化后得到成品。文章主要介紹了國內(nèi)外塑膠產(chǎn)品制造中，CAD/CAE注塑模的使用以及發(fā)展?fàn)顩r，并詳細(xì)闡釋了傳統(tǒng)模具同CAD/CAE技術(shù)之間的差距，并針對該技術(shù)在未來的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：模具；注塑模CAD/CAE；技術(shù)發(fā)展

生產(chǎn)力在不斷的發(fā)展，而技術(shù)的進(jìn)步使得我國的模具產(chǎn)業(yè)也不斷的發(fā)展，在進(jìn)步的同時逐步變?yōu)槲覈?jīng)濟(jì)發(fā)展的持續(xù)動力。傳統(tǒng)行業(yè)中，依賴于實際的工作經(jīng)驗，生產(chǎn)人員往往都會受到主觀意識的影響。在設(shè)計中模具存在或多或少的缺陷，并且這種缺陷只有在制成成品，即試模時才能夠發(fā)現(xiàn)，因而模具的制作成本相對較高，且制作所需要的時間也相對較長。隨著計算機(jī)軟件技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)逐步的進(jìn)入到注塑模具的設(shè)計、制造中，其中CAD/CAE能夠通過計算機(jī)進(jìn)行模具分析設(shè)計，通過該技術(shù)能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的缺陷，完善設(shè)計優(yōu)化方案，從而令模具生產(chǎn)效率以及吃呢高功率有所提高。在設(shè)計以及制造過程中，通過使用計算機(jī)CAD/CAE技術(shù)可以有效提高模具的設(shè)計水平，并保證了模具所制造出的產(chǎn)品的質(zhì)量。

1 技術(shù)概述

注塑模CAD/CAE技術(shù)是利用計算機(jī)技術(shù)，依照塑料制品的實際需要要以及特征對模具進(jìn)行設(shè)計、制造，并進(jìn)行具體的技術(shù)分析。通過使用CAD/CAE技術(shù)對模具進(jìn)行設(shè)計，同傳統(tǒng)方式進(jìn)行比較后，該項技術(shù)表現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢，具體分析主要有以下幾方面。

1.1 提高質(zhì)量

計算機(jī)具有高速準(zhǔn)確的計算功能，而模具的生產(chǎn)需要精準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)，因而利用計算機(jī)數(shù)據(jù)庫以及計算機(jī)激素，能夠有效提高設(shè)計效率以及設(shè)計質(zhì)量。CAD技術(shù)同人的溝通性較強，設(shè)計人員通過CAD技術(shù)能夠發(fā)揮其設(shè)計的優(yōu)勢，能夠在設(shè)計模具過程中，更精準(zhǔn)的把控模具形態(tài)。另外針對多個設(shè)計方案可以通過CAE技術(shù)進(jìn)行比較，擇優(yōu)選取。在CAE技術(shù)支持下，設(shè)計人員能夠保證模具結(jié)構(gòu)具有最佳的狀態(tài)和性能。不需要進(jìn)行專業(yè)化的手動編程，通過CAE技術(shù)便可以得出相應(yīng)的加工程序，這樣更加有利于利用數(shù)控設(shè)備進(jìn)行模具零件的加工。

1.2 提高效率

設(shè)計者通過使用CAE技術(shù)可以在修模上節(jié)省大量的時間，提高模具的設(shè)計效率。此外，通過CAE技術(shù)還可以提高數(shù)控車床的模具制作效率，因而得到了廣泛的使用。在CAE技術(shù)的輔助下，傳統(tǒng)工作效率得到了有效提升。

1.3 節(jié)約成本

使用該種方式可以有效節(jié)約設(shè)計制造成本，這也是利用了自動化技術(shù)的原因。在傳統(tǒng)的模具設(shè)計、制造中，設(shè)計者需要反復(fù)的進(jìn)行修模、試模，而使用CAD/CAE技術(shù)，可以在計算機(jī)上完成注塑成型模擬實驗，因此便免去了反復(fù)勞動的過程，使得制作成本更低，并且提高了設(shè)計生產(chǎn)效率，縮短開發(fā)周期。

1.4 創(chuàng)新

技術(shù)人員通過CAD/CAE技術(shù)可以避免反復(fù)的繪圖和計算，可以有更多的時間進(jìn)行創(chuàng)新和想象，也將有更多的時間以及精力進(jìn)行探索和創(chuàng)新性的研究。

1.5 提高管理水平

管理是現(xiàn)代企業(yè)進(jìn)步的基礎(chǔ)，現(xiàn)代化的企業(yè)想要生存發(fā)展，必須具備同時代相適應(yīng)的管理系統(tǒng)，使用CAD/CAE技術(shù)便實現(xiàn)了現(xiàn)代企業(yè)管理人從傳統(tǒng)向現(xiàn)代管理過渡，通過計算機(jī)系統(tǒng)，有效定位產(chǎn)品質(zhì)量，通過標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)定量分析產(chǎn)品，避免了盲目生產(chǎn)。并有效控制平衡企業(yè)資源，做到合理調(diào)配，將資源最大化，令企業(yè)利益最大化，在生產(chǎn)中發(fā)掘人力、物力、財力的潛能。

2 國內(nèi)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

在模具的應(yīng)用中，塑膠成型模具在模具應(yīng)用總量中的比重不斷的加大，其中CAD/CAE技術(shù)在塑料模具制造以及設(shè)計中的應(yīng)用范圍較廣，發(fā)展空間較大。

我國在塑料模具CAD/CAE技術(shù)領(lǐng)域方面起步較晚，但在該領(lǐng)域也取得了長足的進(jìn)步，主要有：

（1）Moldex3D

Moldex3D是臺灣科盛科技股份有限公司開發(fā)的模流分析軟件，完整提供設(shè)計鏈各個階段所需要的不同分析工具。是一套完整的產(chǎn)品與模具設(shè)計工具，方便模具設(shè)計者在模具加工前快速進(jìn)行驗證。

（2）HSCAE

HSCAE是華中科技大學(xué)開發(fā)的模流分析軟件，塑料模CAD/CAE/CAM軟件一HSCAE可以模擬塑料成形過程中的壓力場、溫度場及塑料三維流動填充，從而可以分析融合紋位置，并預(yù)測可能產(chǎn)生的翹曲、變形等表面缺陷。

（3）CAXA電子圖板和CAXAME制造工程師

CAXA電子圖板和CAXAME制造工程師軟件由北京北航海爾軟件有限公司開發(fā)。CAXA電子圖板可以應(yīng)用于所有的2D繪圖。

3 技術(shù)展望

在未來，模具制造行業(yè)仍舊是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，而模具制造產(chǎn)業(yè)也將著重對產(chǎn)品實效性以及質(zhì)量的優(yōu)越性作為研發(fā)的重點依照市場的需要以及技術(shù)變化、環(huán)境變化，將模具制造適應(yīng)性最大程度的予以提高，具體分析主要有以下內(nèi)容。

3.1 標(biāo)準(zhǔn)化

標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)需要建立于標(biāo)準(zhǔn)零件數(shù)據(jù)庫或者非標(biāo)準(zhǔn)零件數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)之上，而標(biāo)準(zhǔn)化的模具設(shè)計需要標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)。在CAD軟件中，可以針對標(biāo)準(zhǔn)化零件庫對所需要設(shè)計的零件進(jìn)行隨時的調(diào)用，并可以通過其系統(tǒng)所具有的建模技術(shù)對非標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)行快速的修改。并且對典型模具庫通過使用參數(shù)化設(shè)計對相似結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，以此形成實際需要的結(jié)構(gòu)。

3.2 集成化

對于我國目前的模具制造行業(yè)來說，無論是設(shè)計制造都開始強調(diào)自動化、科技化、集成化、一體化。為了保證模具制造行業(yè)能夠迎合這一發(fā)展趨勢必須將模具的設(shè)計制造等技術(shù)元素集成起來。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化

現(xiàn)代是信息化的時代，而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是自動化生產(chǎn)的基礎(chǔ)。模具制造業(yè)也不另外。而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要包括軟件和硬件兩方面，只有將二者集成在一起集合各種自動化、通訊協(xié)議，協(xié)調(diào)各個接口系統(tǒng)操作，才能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化。

3.4 綜合化

綜合化的技術(shù)交融能夠進(jìn)一步促進(jìn)模具制造業(yè)的發(fā)展。通過全能性的多目標(biāo)設(shè)計，進(jìn)一步優(yōu)化模具生產(chǎn)，從而保證模具的生產(chǎn)效率以及靜態(tài)特性和精度。

3.5 快速成形

該項技術(shù)是建立在層制造原理層面上，所以即便零件形狀再復(fù)雜，幾何構(gòu)造再多元化，都能夠使用該項技術(shù)將產(chǎn)品原型制造出來，該項技術(shù)的這項特性對于表面輪廓較為復(fù)雜的模具制造非常有利。

4 結(jié)束語

想要有效提高模具質(zhì)量，縮短制作模具的時間，降低制作模具所需要的成本必須將模具設(shè)計人員的創(chuàng)造性充分的發(fā)揮出來，同時還需要進(jìn)一步加強模具管理。而目前的模具設(shè)計行業(yè)中，CAD/CAE技術(shù)的應(yīng)用無疑是有效的方式，因而得到了模具制造設(shè)計人員的認(rèn)可，應(yīng)用前景良好。

參考文獻(xiàn)

[1]王樹勛.注塑模具設(shè)計[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2011.

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