快速模具制造技術的現狀及其發展趨勢

華金順

南方中金環境股份有限公司

快速模具制造技術的現狀及其發展趨勢

華金順

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快速模具制造技術作為一門新興的技術，使模具制造業的發展邁上了一個新的臺階，被譽為世界新時代發展的重要技術之一?？焖俪尚闻c制造作為快速模具制造技術的基礎，廣泛應用于醫療、航空、家電和汽車制造等行業。尤其在汽車制造業，其應用非常廣泛。本文通過對快速模具制造技術概念和現狀的分析，闡述快速模具制造技術發展趨勢及未來發展建議。

模具技術；快速模具制造；現狀；趨勢

模具制造行業的發展在近幾十年來非常迅猛，現階段模具制造行業的年產量已經遠超有色金屬以及鋼鐵的年產量總合，目前模具在航天航空、儀表、機電以及汽車等行業及人們生活有關的各領域當中得到了很好的應用。依照國內外目前的模具市場發展情況來看，在我國模具業進行有效調整以后，模具制造的比例也將會持續增大。模具制造技術的水平是評價國家制造業綜合水平的一個重要參考指標。

1 機械模具技術的應用現狀分析

1.1 激光技術

在模具制造中激光加工技術應用較為廣泛，比如：特殊模具及快速成型等方面。在模具制造業中應用激光技術的有：刻字、打孔及激光切割，目前的激光技術還有很多地方需要完善，比如激光功率、加工厚度、切割精度等都難以滿足很多情況下模具制造加工的實際需求。

1.2 CAD技術

在模具的設計制造中，第一步就是進行模具設計，設計者一般會使用電腦先建立一個產品三維模型，其后再依照產品的三維模型來對模具的結構進行設計與優化。而三維的CAD造型軟件一般像CATIA、UG等都提供了一個非常便利的設計平臺給模具設計師，而這些三維CAD軟件具有顯示逼真的效果、編輯修改尺寸驅動能力以及曲面造型的強大功能都能讓設計者輕松的將自己設計意圖表現出來，在最大程度上將自己所想的東西完整表現出來。并且其制品的體積以及質量等物理參數都能進行計算以及保存，也在一定程度上為后面將要進行的模具成型分析打下一定的基礎。于此同時，這些軟件也會有獨立的模具設計模塊，它能提供很好的模具分型面工具，即使成型的零件非常復雜也能自行生成，并且具有品種非常的齊全的標準零件庫、典型的模具結構以及模架庫等可以直接選擇調用，并且調用過程也相對較簡單，在一定程度上這些功能能使設計模具的時間大大縮短。

1.3 直接制模技術

相對于間接制模技術，直接制模技術在模具制造過程中對于模具CAD數據的精準度要求比較高。它將會成為未來模具制造技術的主流發展方向。直接制模技術是利用RP系統把CAD圖紙上的數據直接應用到將要生產的模具上，并直接制造出相應的模具，所以該技術要求數據必須精確，利用該技術生產出的模具質量、性能均比較高，也具有很高的模具使用壽命；同時模具制作工序比間接制模法簡單，縮短了模具生產周期，為企業節約了時間成本。當然，由于該技術在精準度上要求比較高，目前還難以在工廠大規模普及應用。

實際中，已經可以通過快速成形機進行模具的直接制作。快速成形機制作出的工件具有較好的機械性能，工件的模型和尺寸比較穩定，這種快速成形工件可以直接作為模具使用。使用PPSF制作的工件很是堅硬，可以經受300℃的高溫。如果在其表面噴涂清漆和高分子材料，就可用于砂型鑄造木模和低熔點合金快速制模工藝中。

1.4 三維打印技術(TDF)

這種技術不依賴激光，它是通過噴頭噴射出液態材料形成三維實體，當然這種液態材料也是有要求的，它不能像水一樣，完全沒有可塑性，要求需要具有一定的可塑性，能夠很好地形成實體。這種技術的應用范圍還是比較廣泛的，比較常見的就是應用在制作陶瓷上。

2 我國快速制模技術發展趨

2.1 一體化

隨著社會經濟的不斷發展，科學技術也在進行不斷融合，各個領域中的技術也在互相滲透，而模具技術一體化就是整合了電子技術與機械設備，讓電子運輸、機械模具、自動化及網絡信息等技術能進行綜合應用，以此來服務模具工業。在模具技術一體化中不僅只包括技術，同時還包括產品，如果技術研究脫離了產品，那么就沒有任何實質性的意義，缺少了產品的研究是毫無價值的。應用現代的一體化技術所生產的高質量產品是模具一體化技術研究的最終目的。

2.2 快速成型模具制造應用

RP的快速模具制造的方法一般有兩大類：一是直接法，二是間接法。不同的方法使用于不同的情境，制作工藝也是不盡相同的，但是制造出來的產品質量確實一樣的好。前者體現在選擇性激光燒結法上，這種方法制造出來的模具，可以使用非常長的時間。但這種方法也是優缺點的，就是在燒結過程中，材料可能會發生收縮現象，這種收縮現象是比較難以控制的，所以制造出來的模具的精確度不是很高，需要反復地實驗。

軟質模具因其所使用的軟質材料(如硅橡膠、環氧樹脂等)有別于傳統的鋼質材料而得名，由于其制造成本低和制作周期短，因而在新產品開發過程中作為產品功能檢測和投入市場試運行，以及國防、航空等領域單件、小批量產品的生產方面受到高度重視，尤其適合于批量小、品種多、改型快的現代制造模式。目前，軟質模具制造方法主要有硅橡膠澆注法、金屬噴涂法、樹脂澆注法等。

2.3 模具掃數字化系統及掃描

模具掃描系統以及高速掃描機擁有從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的一系列功能，這樣對模具研制的制造周期進行了縮減。在已有的數控銑床及加工中心上安裝快速掃描系統，可以實現對數據快速采集、自動生成各種不同數控系統的加工程序、不同格式的CAD數據，用于模具制造業的“逆向工程”。

快速制模技術將在制造業中發揮越來越重要的作用。我國只有加大投入，迎頭趕上，才能在新一輪制造技術競賽中不被落下。也只有研發出適合我國國情和市場需要的制模技術，才能推動制造業的良性發展，提高企業經濟效益，促進國民經濟的整體快速發展。

[1] 張海鷗.快速模具制造技術的現狀及其發展趨勢[J].模具技術，2000(6).

[2] 黃杰東.快速模具制造技術[J].四川職業技術學院學報，2006(4).

[3] 李大鑫，張秀棉.模具技術現狀與發展趨勢綜述[J].模具制造，2005(2).