快速模具制造技術的現狀及其發展趨勢

楊傳

摘 要：快速成形與制造作為快速模具制造的基礎技術，在近些年來已經取得了不小的進展，推動了快速模具制造技術的快速發展。本文主要介紹了快速模具制造技術的概況以及我國目前快速模具制造技術的應用現狀及發展趨勢。

關鍵詞：模具制造技術；現狀；發展趨勢

1 快速模具制造技術概述

快速模具制造技術是一門新興的模具制造技術，其發展對于制造業來說，是一個新的里程碑。該技術在多個行業都可以應用，如應用于汽車行業的制造，家電行業的生產，等等，多數的電器機械行業都有應用。該技術主要是在汽車行業應用普遍，在進行相關零件的制作和分析時，都可以用到。快速模具制造技術在制造一些金屬性的模具時，能夠達到高效快速的效果，采用該技術，能夠在很大程度上提高企業的經濟效益。有研究資料表明，該技術被認為是在新時期發展的世界重大技術之一，被全球廣泛關注。

隨著市場需求的不斷增加，多變的產品市場對于制造行業的多變性也有了新的要求。只有迅速且不斷設計出滿足市場需求的產品，并且形成規模化生產，才能夠增加制造企業的競爭活力，才能夠在變換的市場需求中取得可觀的效益。目前國內的的快速模具制造技術已經研究出了許多的RNT快速模具制造方法。總的來說可以大致分為直接法和間接法。其中直接法是通過CAD技術繪制模具并計算相關數據，然后通過RP系統直接制造出所需要的模具；而間接法則是利用CAD技術繪制計算數據后，利用RP系統制作出模具快速原型或者其它實物模型來間接復制金屬模具的方法。兩種方法各有優劣，但是直接法對于模型制造時的尺寸以及性能等數據要求十分精確，使得在直接制造模具上難以形成快速有效的成果，所以直接法還有待進一步深入研究，再加以應用。目前使用最多的是較為成熟的間接法。

2 快速模具制造技術的現狀及其發展趨勢

目前國內快速模具制造的主要方法為直接制模法和間接制模法兩種。這兩種方法在制造過程中的工藝以及目前的技術成熟度各不相同，其中間接制模法技術較為成熟，在制造行業應用也比較廣泛。

2.1直接法工藝與研究概述

直接制模法相對而言在發展潛力上還是十分有優勢的。因為直接法主要是通過RP系統直接將CAD圖紙中模具的各種數據精確的體現在制作出的模具上，將模具直接制造出來。這種方法制作周期比間接法短很多，也就節約了生產成本而且在模具精度和性能上能夠保持穩定，能夠提高生產出的模具的耐久和質量，潛力巨大。但是由于目前國內的研究技術的限制，在生產過程中對于模具表面的精度難以掌握，性能難以達到穩定的要求，使得直接法不能夠滿足大批量的生產需求。目前國內使用的比較成熟的直接制模法主要有激光燒結法、熱源的熔積法和三維打印法這幾種。其中激光燒結主要利用激光為熱源進行模具成型；熱源的熔積法主要通過等離子法進行制造；三維打印法主要是利用噴射成型。由于這幾種方法的基礎都是堆積成型原理，因此在模具制造過程中會產生表面階梯效應，使得部分模具難以保持極高的精度和符合要求的表面耐久，因此難以大規模的應用，目前也只能夠在金屬零件方面取得一些成就。

2.2直接法工藝與研究概述

間接制模法相對于直接制模法更為成熟一些，它能夠使用RP系統利用CAD圖中的數據，制作出模具快速原型或者其它實物模型來間接復制金屬模具。目前所使用的間接制模法主要包括粉末燒結、電鑄、鑄造和熔射等方法。間接法相比于直接法應用更加廣泛，因其對于工藝過程的要求沒有直接法那么高，操作起來就十分的方便，能夠大批量制造，適應市場的需求變化。但是通過這些方法生產的模具尺寸精度不高，制作時間較長，綜合性能也不高。有的方法還需要配備污染處理裝置，成本較高。而且雖然目前間接法比直接法更加具有實用性，應用范圍也更廣，但是因為受環境和材料的影響，導致模具綜合性能較差，不是今后快速模具制造發展的主要方向。

開發尺寸精確，性能良好，工藝簡潔的模具制造方法是快速模具制造技術發展的必然趨勢。深入研究直接制模法符合快速模具制造技術發展的趨勢。提高模具表面質量和尺寸精度，提高模具耐久性，直接快速的制造形狀復雜綜合性能高的模具是我們要集中精力研究的重點。

2.3快速模具制造技術面臨的問題及其發展趨勢

模具制造方法決定了制造企業的市場競爭活力，加速模具制造技術的發展才能夠和企業的發展形成良性循環。目前國內快速模具制造技術雖然取得了一些進展，制造方法也有一些開始逐漸成熟，但還是面臨著一些問題：首先是快速軟模及陶瓷等模具的使用范圍受到限制，技術不夠成熟。其次是目前占主導地位的金屬模具的快速制造主要是由間接制模法和直接制模法兩種方法生產。間接制模法雖然較為實用，但是缺點也十分多。它主要受到制造環境和材料的影響，制造的模具精確度不高，綜合性能較差；而直接制模法雖然在模具精度和綜合性能上優勢十分明顯，但是由于技術成熟度不高，多采用堆積成型的方法，難以有效控制模具精度和表面質量。

快速模具制造技術作為一門新興的高新技術，在時代快速發展的今天，各大企業對模具的制造水平的要求也越愛越高，以期在市場競爭中占有優勢，大力發展企業競爭力。由此可見，研究一種能夠高效的低成本的進行模具設計制造有很大的市場潛力。增加快速模具制造技術方面的技術資金投入，深入研究模具制造的方法。形成能夠精確控制的，綜合性能高的，生產工藝簡單的快速制模新方法是目前快速制模技術發展的必然趨勢，也是制造行業發展的關鍵。

3 結束語

由于模具制造技術在制造業中起到十分關鍵的作用，因此國內的制造行業對于快速模具制造技術也格外關注，在快速模具制造技術方面的研究投入不斷增加。目前快速模具制造技術還不夠成熟與完善，對于直接法的應用研究還沒有取得較大的進展。雖然間接制模法相比于直接制模法操作更加方便，應用更加廣泛。但是因為環境和材料技術的影響，在制造過程中難以保證模具的精確度。只有深入研究直接法，將其應用范圍擴大，開發出尺寸和性能等數據精確穩定的模具制造工藝，才能夠促進國內快速模具制造行業取得新的進展。

參考文獻：

[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，2006，（6）：86-89.

[2]黃杰東.快速模具制造技術[J].四川職業技術學院學報，2006，11（4）：106-108.

[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）：1-2.