汽车覆盖件模具快速制造技术研究

张凯

摘要：本文针对汽车覆盖件模具快速制造技术研究，结合理论实践，在简要阐述目前汽车覆盖件模具制造技术发展现状的基础上，分析了快速制造的技术路径和关键技术。分析结果表明随着我国汽车制造业的飞速发展，汽车覆盖件模具制造技术发生了很大变化，相比于传统的制造技术，采用RP技术、AMS技术、BP技术、RE技术、CAE技术相互结合的汽车覆盖件模具快速制造技术，具有更好的实用性和效率，值得大范围推广应用。

关键词：汽车;覆盖件;模具;快速制造技术

汽车覆盖件模具是组成的主要结构，制造难度比较大，涉及到的工序众多，对我国汽车制造业的发展限制最大。如何有效控制金属流动，获得高品质的制件，是目前亟待解决的快速制造问题，但传统制造工艺需要经过多次调试和修模，周期比较长，而且制造成本比较高，无法满足汽车制造生产的需求，于是，逐步演变出了基于多种技术融合的快速制造技术，也是本文论述的重点内容。

一、汽车覆盖件模具制造发展现状

覆盖件模具的品质，对汽车的性能有较大影响，目前多采用低熔点合金材料来制造覆盖件模具，虽然强度较高，可满足实际要求。但现有的工艺水平有限，模具进度不足，而且使用寿命有限，需要频繁更换，无法满足高质量、高速度制造的要求。并没有达到“快速制造”的要求，不利于企业市场竞争力的提升。采用RP技术、AMS技术、BP技术、RE技术、CAE技术等先进技术可满足快速制造的要求。

二、汽车覆盖件模具快速制造的技术路径

汽车覆盖件模具是形成汽车覆盖件最终产品的主要器具。因此，对模具的形状、制造精度要求较大。现有制造工艺、标准还不足以满足快速制造的要求[1]。研究深度不足，快速制造工艺需要融合很多先进的高新技术，制造系统具有很高的集成性，并且在制造过程中，影响因素比较多，工艺环节比较多，每个环节都有其独特的变形机理，很多不可控制的影响因素，制造精度控制难度比较大。而采用RP技术、AMS技术、BP技术、RE技术、CAE技术相互结合的技术路径，可满足快速制造的要求。

三、汽车覆盖件模具快速制造技术

（一）喷涂和镀膜技术

第一，准备母模。母模精度和规格尺寸是汽车覆盖件模具快速的制造的前提条件。因此，需要结合汽车种类，加强母模的准备工作，才能保证后期制造的质量和效率。母模需要结合汽车的型号、种类合理选择，以来获取高品质的电弧喷涂母模，常用的获取方法有三种，其一是通过石膏来制作母模，其二是通过高强度、耐高温、高分子塑料来制作母模。固化后结构相对稳定的非金属材料进行数控加工;第三种直接通过实物翻制来获得模型。

第二，基体处理。铸造模具零件机加工前必须测量以确定零件的加工余量，及时发现和处理不合格的坯件，避免加工造成损失，平面机加工时基本不会出现质量问题，偶尔出现的机加工问题一般都是图纸尺寸错误或NC机床操作者的失误。因此，对基体处理质量和品质也就提出了更高的要求。多采用电镀处理技术，金属离子在盐类镀液中，在通电的作用下，金属离子会逐步扩散到基体表上，通过还原作用，重新形成金属原则，完成镀层处理。处理完成之后，进行电弧喷涂，促使涂层和模型之间能够形成较强的结合力，避免发生鼓包、剥离问题。

第三，金属电弧喷涂。利用两根分别连接直流正负极的金属丝形成自耗性电极，通过电极端部形成的电弧，制作表面光滑、致密、低气孔率的金属涂层。

第四，填充背衬材料。在具体制造中，自身结构并不会受到任何冲击，需要在背后填充一层玻璃钢加强层、钢制骨架、环氧树脂等，提升模具基体的强度，为满足后期快速制造的要求[2]。

（二）CAE技术

CAE技术是制造业和计算机技术发展的主要产物，和传统制造技术相比，应用CAE以技术可实现三维可视化，及时发现模具制造中存在的问题和弊端，为解决影响问题及因素，提供数据支持，既能有效减少重复修模的工作量，也可以满足快速制造的需求。CAE仿真技术的出现有效解决了这一问题，但计算机模拟和实际情况或多或少都有一定的差距，计算精度较低，可靠性差，对汽车覆盖件模具制造精度的影响比较大，随着RP技术的发展和完善，有效解决了这一问题。但此项技术大多反映一副模具的状态，难以满足优化设计要求。如果将CAE技术、RP技术、RT技术等高精尖技术相互融合，可有效解决各自的弊端。

（三）三维几何型面快速反求技术

在机械制造生产中，设备性能、制造工艺、操作技术水平等，都会对制造的精度和品质总爱穿不同程度的影响，所以，模具制造中缺陷和误差是客观存在的，很难从根本得到有效规避。如：开裂、起皱等，这些缺陷的存在，会影响到汽车覆盖件的制造精度，难以满足汽车制造的要求。为解决这些问题，需要先掌握缺陷发生的根源，然后及时修正模具和工艺参数，才能避免缺陷，保证质量。为降低误差，在模具快速制造中，可采用最小二乘法的方法，来构件误差目标函数。通过数学思维和函数计算结果，来获知误差形成的根源，从而制定有针对的解决方法和对策，以控制误差，满足快速制造对精度的需求。

四、结束语

快速制造是工业领域零部件、模具制造的主要发展趋势，但工业制造生产中，通常会受到很多因素的共同影响，误差和缺陷问题一直都是全球范围内存在的难点话题，随着科学技术和信息技术的飞速发展，各项高新技术被广泛应用在工业制造中，在传统制造技术无法满足要求的基础上，采用先进的技术，摒弃传统粗放式的制造方法，加强RP技术、AMS技术的应用力度，融合入BP技术、RE技术、CAE技术相互结合的汽车覆盖件模具快速制造技术，满足汽车发展需求，值得大范围推广应用。

参考文献：

[1]刘一薇，王义林.基于NX运动仿真的汽车覆盖件模具动态干涉检查系统设计[J].模具工业，2019，45（04）：11-14+21.

[2]蔡佩松.基于逆向工程的汽車覆盖件模具修复[J].现代制造工程，2018，No.453（06）：37+159-162.