注塑模具发展综述

陶岩

摘 要：在塑胶制品生产中，注塑模具是极为重要的组成，是赋予塑胶制品完整形态以及精确尺寸的关键。在批量生产某些复杂形状的塑胶制品中，注塑模具发挥了巨大的作用。通过将热融化后的材料注入到模腔中，从而冷却固化后得到成品。文章主要介绍了国内外塑胶产品制造中，CAD/CAE注塑模的使用以及發展状况，并详细阐释了传统模具同CAD/CAE技术之间的差距，并针对该技术在未来的发展方向进行了展望。

关键词：模具；注塑模CAD/CAE；技术发展

生产力在不断的发展，而技术的进步使得我国的模具产业也不断的发展，在进步的同时逐步变为我国经济发展的持续动力。传统行业中，依赖于实际的工作经验，生产人员往往都会受到主观意识的影响。在设计中模具存在或多或少的缺陷，并且这种缺陷只有在制成成品，即试模时才能够发现，因而模具的制作成本相对较高，且制作所需要的时间也相对较长。随着计算机软件技术的发展，计算机技术逐步的进入到注塑模具的设计、制造中，其中CAD/CAE能够通过计算机进行模具分析设计，通过该技术能够及时发现设计中的缺陷，完善设计优化方案，从而令模具生产效率以及吃呢高功率有所提高。在设计以及制造过程中，通过使用计算机CAD/CAE技术可以有效提高模具的设计水平，并保证了模具所制造出的产品的质量。

1 技术概述

注塑模CAD/CAE技术是利用计算机技术，依照塑料制品的实际需要要以及特征对模具进行设计、制造，并进行具体的技术分析。通过使用CAD/CAE技术对模具进行设计，同传统方式进行比较后，该项技术表现出了巨大的优势，具体分析主要有以下几方面。

1.1 提高质量

计算机具有高速准确的计算功能，而模具的生产需要精准的结构，因而利用计算机数据库以及计算机激素，能够有效提高设计效率以及设计质量。CAD技术同人的沟通性较强，设计人员通过CAD技术能够发挥其设计的优势，能够在设计模具过程中，更精准的把控模具形态。另外针对多个设计方案可以通过CAE技术进行比较，择优选取。在CAE技术支持下，设计人员能够保证模具结构具有最佳的状态和性能。不需要进行专业化的手动编程，通过CAE技术便可以得出相应的加工程序，这样更加有利于利用数控设备进行模具零件的加工。

1.2 提高效率

设计者通过使用CAE技术可以在修模上节省大量的时间，提高模具的设计效率。此外，通过CAE技术还可以提高数控车床的模具制作效率，因而得到了广泛的使用。在CAE技术的辅助下，传统工作效率得到了有效提升。

1.3 节约成本

使用该种方式可以有效节约设计制造成本，这也是利用了自动化技术的原因。在传统的模具设计、制造中，设计者需要反复的进行修模、试模，而使用CAD/CAE技术，可以在计算机上完成注塑成型模拟实验，因此便免去了反复劳动的过程，使得制作成本更低，并且提高了设计生产效率，缩短开发周期。

1.4 创新

技术人员通过CAD/CAE技术可以避免反复的绘图和计算，可以有更多的时间进行创新和想象，也将有更多的时间以及精力进行探索和创新性的研究。

1.5 提高管理水平

管理是现代企业进步的基础，现代化的企业想要生存发展，必须具备同时代相适应的管理系统，使用CAD/CAE技术便实现了现代企业管理人从传统向现代管理过渡，通过计算机系统，有效定位产品质量，通过标准化的数据定量分析产品，避免了盲目生产。并有效控制平衡企业资源，做到合理调配，将资源最大化，令企业利益最大化，在生产中发掘人力、物力、财力的潜能。

2 国内技术发展现状

在模具的应用中，塑胶成型模具在模具应用总量中的比重不断的加大，其中CAD/CAE技术在塑料模具制造以及设计中的应用范围较广，发展空间较大。

我国在塑料模具CAD/CAE技术领域方面起步较晚，但在该领域也取得了长足的进步，主要有：

（1）Moldex3D

Moldex3D是台湾科盛科技股份有限公司开发的模流分析软件，完整提供设计链各个阶段所需要的不同分析工具。是一套完整的产品与模具设计工具，方便模具设计者在模具加工前快速进行验证。

（2）HSCAE

HSCAE是华中科技大学开发的模流分析软件，塑料模CAD/CAE/CAM软件一HSCAE可以模拟塑料成形过程中的压力场、温度场及塑料三维流动填充，从而可以分析融合纹位置，并预测可能产生的翘曲、变形等表面缺陷。

（3）CAXA电子图板和CAXAME制造工程师

CAXA电子图板和CAXAME制造工程师软件由北京北航海尔软件有限公司开发。CAXA电子图板可以应用于所有的2D绘图。

3 技术展望

在未来，模具制造行业仍旧是国民经济发展的命脉，而模具制造产业也将着重对产品实效性以及质量的优越性作为研发的重点依照市场的需要以及技术变化、环境变化，将模具制造适应性最大程度的予以提高，具体分析主要有以下内容。

3.1 标准化

标准化技术需要建立于标准零件数据库或者非标准零件数据库基础之上，而标准化的模具设计需要标准的数据库基础。在CAD软件中，可以针对标准化零件库对所需要设计的零件进行随时的调用，并可以通过其系统所具有的建模技术对非标准零件进行快速的修改。并且对典型模具库通过使用参数化设计对相似结构进行修改，以此形成实际需要的结构。

3.2 集成化

对于我国目前的模具制造行业来说，无论是设计制造都开始强调自动化、科技化、集成化、一体化。为了保证模具制造行业能够迎合这一发展趋势必须将模具的设计制造等技术元素集成起来。

3.3 网络化

现代是信息化的时代，而网络技术是自动化生产的基础。模具制造业也不另外。而网络技术主要包括软件和硬件两方面，只有将二者集成在一起集合各种自动化、通讯协议，协调各个接口系统操作，才能够实现技术的网络化。

3.4 综合化

综合化的技术交融能够进一步促进模具制造业的发展。通过全能性的多目标设计，进一步优化模具生产，从而保证模具的生产效率以及静态特性和精度。

3.5 快速成形

该项技术是建立在层制造原理层面上，所以即便零件形状再复杂，几何构造再多元化，都能够使用该项技术将产品原型制造出来，该项技术的这项特性对于表面轮廓较为复杂的模具制造非常有利。

4 结束语

想要有效提高模具质量，缩短制作模具的时间，降低制作模具所需要的成本必须将模具设计人员的创造性充分的发挥出来，同时还需要进一步加强模具管理。而目前的模具设计行业中，CAD/CAE技术的应用无疑是有效的方式，因而得到了模具制造设计人员的认可，应用前景良好。

参考文献

[1]王树勋.注塑模具设计[M].广州：华南理工大学出版社，2011.

[2]王国中.注塑模具CAD/CAE/CAM技术[M].北京：北京理工大学出版社，2010.