塑料模具設計中的問題及對策

摘 要：制造業一直是我國經濟發展的重要支撐行業，隨著科學技術水平的發展以及消費者需求的多元化，制造業領域也掀起一股科學技術改革的浪潮，手工業制造的產品科技含量越來越高，這就對各零部件模具的設計與制作提出了更高的要求。塑料產品一直是全球需求量最為旺盛的產品之一，能否在激烈的競爭中提高生產效率，制造物美價廉的塑料產生成為檢驗一個工廠生產水平的標準。本文從生產實踐出發，探討我國塑料模具生產過程中存在的問題，為模具技術的改進提供參考。

關鍵詞：塑料模具 公差標注 材料應用

塑料模具的設計是設計人員根據產品要求的性狀及尺度進行設計的活動，模具的設計流程主要包括模具的大小、尺寸，模具的整體造型設計、模具的受力狀況等，針對客戶的不同需求，塑料模具的設計也不盡相同，但模具設計應當秉持著嚴格按照客戶需求及生產需求的前提下，做到經濟效益與成本控制的結合。在工業化程度極為先進的今天，塑料產品的產量多少關鍵在于塑料模具設計是否科學，是否更能經得起實踐的檢驗。對比制造業更為先進的其他國家和地區的做法，筆者認為，我國塑料模具設計中存在著幾個比較突出的普遍性問題，阻礙著塑料模具設計的科學化，影響產品產量，必須盡快加以解決。

一、塑料模具設計中常見的問題

塑料模具的設計中首先要關注精確度的問題，現代工業已經已經從粗放型大型機械向精細化的微型產品方向發展，這就要求工業零件在設計和制造時注重模型尺寸的大小，減少制作誤差，注重公差標注。公差標注是模型設計過程中極為重要的一環，在確定產品要求的精度方面，公差標注較低意味著這一產品的模具要求的精確度不高，不必采用嚴格的工序進行設計，而與此相反的是，公差標注較高則意味著產品精確度要求很高，需要進行嚴格的設計程序和校對程序，確保模具的設計符合產品的要求。在我國當前的塑料模具設計與制作中，存在著忽視公差標注的現象，由于相應技術人員的短缺及日常工作的不重視，許多塑料模具在設計時不能與產品的要求相匹配，導致有的公差標注較實際需求虛高，投入的設計成本高于預期成本，影響企業的生產利潤；有的公差標注又比實際需求更低，導致設計出來的模具以及制造的產品不能滿足客戶的需求，降低企業現有利潤和名聲，對企業的長遠發展更是產生不利影響。模具的公差標注問題已經成為塑料模具設計中應當注重的首要環節，但是我國相關企業在這一方面還沒有投入足夠的重視，值得警惕。 另一個在模具設計中值得注意的問題就是材料的熱膨脹系數的問題，熱膨脹系數是物體由于溫度的改變而產生的縮脹現象，不同材料由于其成分的不同，受溫度影響而產生的變化性狀也不同，在不同溫度下產生的變化也不盡相同，熱膨脹系數直接影響到模具冷卻后的定型尺寸、形狀，因此在模具設計的時候尤為要關注塑料模具的熱膨脹系數，依據材料的不同，事先模擬好特定溫度下材料的熱膨脹情況，模擬過程中注意記錄相關的數據，方便在模具制作的時候進行參考。當前我國許多塑料產品工廠的設計師在進行模具設計時，沒有將熱膨脹系數作為一個重要的參考系數，導致產品在理論上的設計和實際上產出來之后的情況大相徑庭，造成批量損失，這種現象在一線生產部門并不少見，甚至有的工廠在設計出問題后進行排查時，都沒能找到這個原因。究其原因則是設計者在進行模具設計時，沒有依照嚴格的設計流程，未能充分考慮各個因素對材料的影響，失之毫厘，謬之千里。材料的物理屬性和化學屬性直接影響材料的熱膨脹系數的大小，并且這兩個屬性對材料的影響還存在著較大差異，不同材料在溫度變化的情況下其特性變化不一樣，應當關注塑料模具的設計材料以及成品產品的材料。塑料模具設計中還存在另外一個突出問題，就是模型與實際產品的收縮率問題。這一問題產生的原因是在現有塑料模型制作過程中，大部分廠家都是在高溫、高壓等情況下進行模具生產操作流程的，通過高溫環境將塑料材質的原材料溶解成液體狀態，然后將已經融化的液體材料倒入做好的固體模具中，由于塑料材質本身特有的性質，在液體材質注入后進行冷卻的過程中，塑料模具往往容易受影響而變得比固定的模腔更小，這種情況下模型與產品容易產生收縮問題，造成尺寸與設計之初的不符，影響品產的實際良品率。因此，塑料模具的實際設計應當考慮到材料收縮的情形，減少材料模具制作過程中的誤差。有的設計者雖然注意到了這個問題，但是由于沒有注意到不同材料之間的收縮率問題，仍然容易造成模型設計與實際產品之間存在較大誤差，影響最后產品的交工與客戶的滿意度。

二、塑料模具設計問題的解決對策

以上提出的三個問題是存在于我國塑料模具設計中的主要問題，嚴重阻礙塑料模具設計技術的進步和工廠生產效率的提高，要解決以上問題，必須經過不斷地嘗試，通過理論和實踐的創新，控制影響生產過程中可能影響生產技術的因素，提出合理的、科學的解決方法，從而提高模具設計效率和產品生產效率。

1.重視產品精確度要求。首先就要樹立精確度為主的設計目標，現代模具設計早已進入微觀時代，任何細小的誤差都有可能導致設計失敗，進而影響產品的生產流程，因此首先要樹立起精益求精的“匠人”精神，對待任何有可能出現誤差的地方都要格外小心。在實際設計操作中，首先需要做好材料的收集和準備工作，詳細了解產品需要的材質和相關材質的數據，合理做出公差標注，既不能針對要求不太嚴的產品做出高標準，也不能針對精細產品做出低標準，要嚴格審查產品的標準，一個良好的、合適的公差標注可以幫助工程師合理設定零件公差、判斷零件的可裝配性，進而減少零件在制造過程中的制造成本，幫助工廠生產出符合客戶需求的產品。精準的公差標注不僅需要工作時間和經驗上的積累，更需要設計師在塑料模具設計過程中注意每一個細節和每一個數據，在制作模具前將有可能產生影響的每一個數據和因素都考慮進去，才能避免在設計和生產環節出現紕漏，影響工廠的流水線生產作業。

2.注重不同材料的性質。在熱膨脹系數和收縮率的事項方面，應當堅持具體問題具體分析的方法，結合不同材料的特性和制造間的溫度情況，在制造塑料模具時將熱膨脹和收縮的問題考慮進去，充分考慮其他有可能影響模具設計和產品制造中可能產生的其他因素，例如模型的精確大小、注塑機的適用方式、模腔的大小和尺寸等問題，避免在因疏漏而導致的數據誤差，提高塑料模具設計技術的水平和設計質量，充分利用模具設計的預測作用，減少實際流水線生產過程中的誤差，降低劣質產品帶來的損失，提高企業競爭力?？茖W技術的進步對塑料模具設計領域的沖擊是深刻而廣泛的，現代工廠之間競爭的核心就是比拼互相之間的生產技術，誰越能將先進的生產技術轉化為生產力，誰就能更快地提高生產效率，其產品也會獲得更大的競爭優勢。塑料模具設計是我國塑料制品公司提高企業競爭力要解決的首要問題，只有不斷堅持科學技術革新，用先進的生產設備、配備熟練的生產工人，才能將生產技術有效率地轉化為生產力。在生產過程中，應當注意模具制造過程中的每一個影響因素，將影響因素控制在可控范圍之內，熟練掌握生產程序，一旦生產出現問題，能迅速進行排查并解決問題，降低問題帶來的負面影響。我國正處于手工業制造大國向高科技制造強國轉變的關鍵時間，只有不斷提高產品科技含量，注意產品細節，才能在世界各國產品競爭中脫穎而出，創造外匯收入，保障企業利潤，形成一個良好的生產循環系統。

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