模具设计与制造的现状及发展趋势

林国梁

摘 要：模具设计与加工技术在发展过程中，一直都受到了众多因素影响，我国模具设计与加工技术在发展中遇到了较多困境。因此，要不断转变模具设计与制造技术发展现状，推动模具设计可持续发展。

关键词：注塑成型；模具；设计

1 模具设计与关键加工技术

1.1借助立体印刷方式制模

立体印刷装置在推出之后，在制造行业内取得了显著影响，研究人员将该技术称之为激光立体造型技术与激光立体光刻技术。借助立体印刷方式来制模，需要先借助CAD软件对模具进行设计，然后借助三维实体造型技术进行设计。在模具设计方案确定完毕之后，借助计算机切片软件对数据模型进行切割。借助多次实验操作可以认识到，模型设计精度与切片薄层厚度之间呈现反比例关联。

1.2借助层叠实体方式制模

层叠实体方式是由美国海利斯公司所提出，其在实际应用上具有低成本、快捷制模等优势。但是由于层叠实体方式在我国模具设计上应用时间较短，进而其在实际应用上还存在一定不足。例如，模具材料利用率十分低下。材料延展性能低下等。但是随着层叠实体方式问题逐渐暴露出来，与其所具备的优势相比较，其还具有深入分析研究空间，有待研究人员进行深入剖析。

1.3借助计算机建模体系

在模具设计全部加工技术内，计算机建模是整个模具设计流程内关键部分与流程。现阶段，计算机建模体系最常应用的软件为CAD。为了能够对计算机建模体系深入了解，笔者借助LOM法进行案例研究。计算机建模体系具体流程为：笔者首先需要打开SolidWorks界面，提取模具设计所需零件草图，然后按照编辑流程开展编辑；其次，确定基准面，对模具零件进行草图绘制；最后，按照模具设计目标与任务，加强特征造型与实体造型之间结合，进行模具绘制工作。需要特别注意的是，模具在设计完毕之后，设计人员需要按照实际情况确定模具材质，加强贴图线进行渲染。

2 模具设计与制造的发展趋势

2.1专业化和规模化发展

现代化的工业生产将向着更加专业化的方向发展，且生产的规模会逐渐扩大。生产的标准化为模具的应用的发展创造了良好的条件，能够促使模具行业的整体水平得到明显的提升，同时经济效率也将实现有效的提高，推动我国的机械生产逐步增加其技术含量。

2.2采用高效率的设计方式

在模具的制造过程中主要包括工艺技术和加工方式。随着经济的发展和进步，工艺与技术这二者在模具的制造中的地位出现了变化。在很多西方的发达工业国家生产模具已经由传统加工技术向无人化的方式发展。然而我国目前还处于从机械制造阶段向数控制造阶段进行转变的过程中。根据国际市场对模具制造的发展前景进行分析，可以明显看到行业精致将越来越激烈，要增强市场竞争力就需要进一步提高产品的质量、降低生产的成本以及缩短生产的时间。因此必须采用高效率的设计方式，并积极应用自动化设备，通过模具的优秀设计和快速成型设备的应用，能够显著提高生产稳定性，并节约模具的生产成本。

2.3应用数控化铣削机床

模具与普通零件不同，加工的难度比较大，且形状比较多，其最大特点是加工型腔的自由曲面，在加工时主要使用铣削加工的方式进行加工。而传统加工需要依赖于操作者的熟练度以及操作的技巧，对模具进行抛光打磨都具有很难的难度，不仅会使模具生产的时间增加，也无法保持稳定的产品质量。目前开始在生产中应用数控机床，数控机床能够很好的完成模具的生產中对型腔既自由曲面的加工，加工后的型腔规模和大小都更加接近产品所要求的形状，从而减少了铣削所需的时间，也降低了靠模以及样品生产的难度，提高了产品的质量，促进了生产效率的提升。

2.4应用电加工的机床

电火花的制造方法可以实现一些铣削加工所难以解决的问题，从而使模具表面的质量达到生产的标准。其主要特点是制造的效率比较高，可以进行大量生产，同时自动化设备的普及率比较高，能够进行大规模模具的生产，比较适合生产深型腔、深槽、多件和多型腔的制造。深型腔结构一般比较复杂，不仅型腔较深、过渡的右面比较复杂，还有一些对于所使用刀具的形状有特殊的要求，所以很难保证产品形状及尺寸的准确性，在进行加工时就需要应用电火花的方式。同时应用慢走丝线的切割机床能够进一步提高级进膜和冲压模的精度，从而更好的实现了精密仪器的制造。一些机床还拥有上下异型和大锥度的性能，能够制造一些特殊的模具。另外，自动定位及自动穿丝等技术可以使操作更为简便，并且能够在无人化加工中使用。

2.5模具制造新工艺的发展

在新的塑料成型工艺中的以气体辅助的注射成型工艺具有制品的翘曲变形比较少，且注射的压力比较低、易于成型以及表面好等优点，既能够保证产品的质量，又可以大幅度的降低成本，在国外是一种比较成熟的技术。我国目前在家电以及汽车制造行业中开始广泛的进行使用。随着信息技术和计算机等技术的发展，更多先进的制造技术将被应用于模具的制造业中，推动模具技术的进一步发展。制模技术的进步将推动制造业的整体发展，因此我国应在这一领域加大投入的力度，积极借鉴和吸收国际上的先进技术，并研发出更加适应我国国情的模具制造技术，才能满足我国市场的需要，让企业能够获得更大的经济效益，从而使我国的制造业实现良性发展。

结论

综上所述，模具设计与加工关键技术正在向现代化与成熟化方向转变。其在今后发展历程内，想要提升我国模具设计与加工技术水平，就必须提升对其精细度加工及有关技术关注度上。随着我国模具设计与加工关键技术向大型化与精密化方向转变，精细加工技术快速更新换代，在这个阶段内，大部分模具设计与加工技术已经基本上达到纳米等级，进而在各领域发展建设内广泛应用。除此之外，政府部门对模具设计与加工技术扶持力度不断增加，这也就为我国制造行业发展创造出更加广阔空间。

参考文献

[1] 韩佳.模具设计与加工关键技术研究[J].山东工业技术，2018（06）：4.

[2] 范丽丽.模具设计与加工关键技术研究[J].黑河学院学报，2017，8（06）：217-218.

[3] 冯志辉.CAD/CAM在模具设计与加工中的关键技术[J].科技与企业，2015（16）：184+187.

[4] 狄远德，徐家连.CAD/CAM在模具设计与加工中的关键技术[J].西安科技大学学报，2014，34（01）：115-118