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文獻綜述
學院（系）
專 業(yè)
班 級
姓 名
學 號
注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀
及塑料材料在電子行業(yè)的應(yīng)用前景
一、引言
模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備 ,被稱為“工業(yè)之母”。 75%的粗加工工業(yè)產(chǎn)品零件、 50%的精加工零件由模具成型,絕大部分塑料制品也由模具成型。作為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè) ,模具涉及機械、汽車、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個行業(yè) ,應(yīng)用范圍十分廣泛。模具技術(shù)水平的高低,在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力 ,因此模具工業(yè)的發(fā)展水平標志著一個國家工業(yè)水平及產(chǎn)品開發(fā)能力。
國民經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求 ,也為其發(fā)展提供了巨大的動力。這些年來 ,中國模具工業(yè)一直以 15%左右的增長速度快速發(fā)展 ,年模具生產(chǎn)總量僅次于日、美之后位居世界第三位。但目前我國模具生產(chǎn)廠點多數(shù)是自產(chǎn)自用的工模具車間 (分廠 ),商品化模具僅占 1/3左右。從模具市場來看 ,國內(nèi)模具生產(chǎn)仍供不應(yīng)求 ,約 20%左右靠進口 ,特別是精密、大型、復雜和長壽命的高檔模具進口比例高達 40%。
由此可見 ,雖然我國模具總量目前已達到相當規(guī)模 ,模具水平也有很大提高 ,但在模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上要比德、美、日、法、意等發(fā)達國家至少落后十年,主要表現(xiàn)在模具精度、壽命、復雜程度、設(shè)計、加工、工藝裝備等方面與發(fā)達國家有較大的差距。國內(nèi)模具的使用壽命只有國外發(fā)達國家的 1/2至 1/10,甚至更短 ,模具生產(chǎn)周期卻比國際先進水平長許多。此外 ,模具的標準化、專業(yè)化、商品化程度低 ,模具材料及模具相關(guān)技術(shù)比較落后 ,也是造成與國外先進水平差距大的重要原因。 CAD/CAE/CAM一體化先進技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)部分模具企業(yè)得到應(yīng)用 ,但要得到推廣和普及仍很困難[1]。
而近幾年塑料隨著科學的進步，在電子類消費品中發(fā)揮著越來越重要的作用，其涉及領(lǐng)域已從電子產(chǎn)品的外殼制造延伸到電子產(chǎn)品的內(nèi)部，并且成為制造某些電子元器件產(chǎn)品的重原料之一，廣泛應(yīng)用于數(shù)碼相機、存儲器、電子計算機芯片等產(chǎn)品中。?
數(shù)碼相機產(chǎn)品在外觀設(shè)計上貼近傳統(tǒng)光學相機的造型，呈現(xiàn)出向小巧、輕便發(fā)展的趨勢，多采用塑料部件可有效減輕相機機身質(zhì)量。業(yè)內(nèi)人士認為，數(shù)碼相機將進一步增加用工程塑料制成的外殼數(shù)量，以達到輕便實用的目的。因為優(yōu)質(zhì)高檔的工程塑料可以提高機身強度，減輕整機質(zhì)量，并容易提供更好的密封性能來增強相機在惡劣環(huán)境下的耐用性，但這需要高精密度的塑料模具，目前國內(nèi)還無法生產(chǎn)。?據(jù)預測，中國數(shù)碼相機的市場容量將突破100億元。如此巨大的數(shù)碼相機消費市場，對國內(nèi)塑料模具生產(chǎn)廠家、塑料加工企業(yè)是機遇也是挑戰(zhàn)。?
存儲介質(zhì)是數(shù)碼相機的一個重要組件，同樣追求更小更輕更易攜帶。目前，常見的移動硬盤盒用料一般有塑料、鋁以及鋁鎂合金三種。塑料材料制成的移動硬盤盒具有價格低廉、質(zhì)量孝抗震效果佳的優(yōu)點，但是散熱性能較差，這個缺點可以通過設(shè)計散熱孔來彌補。另外，在移動硬盤盒的殼體安裝防滑塑料墊可以增大殼體的摩擦，防止硬盤盒無意中從手中脫落，還能起到緩沖的作用。閃存的外殼也有使用工程塑料的，而且它的內(nèi)部材質(zhì)也將向塑料化方向發(fā)展。目前英特爾公司正在加緊開發(fā)一種采用聚酯材料生產(chǎn)的塑料內(nèi)存產(chǎn)品，可能會替代傳統(tǒng)閃存。它采用3D存儲技術(shù)，數(shù)據(jù)被存儲在成千上萬的聚酯層內(nèi)，其成本只有常規(guī)閃存的10%左右，但內(nèi)存容量卻相當?shù)拇螅苡惺袌鰸摿Α?
不僅如此，未來的處理器、內(nèi)存也將是塑料制的。多年以來，硅晶體一直在電子材料領(lǐng)域居于龍頭老大的霸主地位，新崛起的塑料能夠向硅晶體的霸位發(fā)起沖擊，主要是具有成本優(yōu)勢，其價格僅為硅芯片的1%~10%，極具市場競爭力。這對于那些對成本比較敏感的消費電子產(chǎn)品行業(yè)無疑是一個福音。而且塑料的質(zhì)量孝柔韌性好、易成型，它可以比硅制品做得更小，并克服了硅晶體易碎的缺陷。?據(jù)預測，到2004年，全球塑料芯片行業(yè)的平均銷售額將達到100億美元，塑料芯片將成為未來極有發(fā)展?jié)摿Φ男乱淮酒?。目前，已有多家IT業(yè)巨頭宣布成立塑料芯片的專門研究機構(gòu)。如IBM、三菱、日立、朗訊、施樂、飛利浦公司等，已經(jīng)研制出集成了幾百只電子元器件的塑料芯片樣品，探索出能夠批量生產(chǎn)的集成度較低的塑料芯片，使塑料芯片在將來能夠與硅芯片平分秋色。
塑料向電子產(chǎn)品領(lǐng)域擴展的又一前沿陣地是顯示器產(chǎn)品。在傳統(tǒng)顯示器方面，由于同質(zhì)化情況日趨嚴重，廠商要提升產(chǎn)品的市場競爭力，設(shè)計個性化非常關(guān)鍵。塑料外殼良好的可塑性、鮮艷多姿的色彩為廠家的設(shè)計提供了更為廣闊的空間。但在外殼塑料模具方面，國內(nèi)模具還存在著制模周期長、高精度模具難以生產(chǎn)的缺點。在個性化顯示器日漸受歡迎的今天，對國內(nèi)塑料模具廠家也提出了新的要求。?現(xiàn)在塑料已更深刻地進入了顯示器領(lǐng)域，不僅只是用來制作外殼。飛利浦公司已研制出一種塑料質(zhì)地的計算機顯示器，這種顯示器使用具有柔韌性的塑料半導體元器件而不是傳統(tǒng)的硅芯片，每秒更新速度為100次。不過這種顯示器的清晰度還有待改進。?塑料顯示器的出現(xiàn)，使尋找紙張?zhí)娲返墓ぷ魅〉昧司薮筮M展。塑料顯示器可以制成輕雹柔軟、便于攜帶和閱讀的“電子紙”，這種“紙”可以方便地更新內(nèi)容，可以被成千次地使用，如傳真、電報等臨時需要或閱讀一到兩次就被拋棄的文件，都可以用電子紙來生成和重新使用，它將顯著地減少辦公室和家庭的紙張消費，一旦投入市場，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。?
如今，塑料正越來越多地滲透到人們生活的方方面面，不斷替代各類傳統(tǒng)材料。在石油、森林等自然資源日益匱乏的今天，發(fā)掘塑料的更多性能對解決能源問題具有重大意義。計算機、網(wǎng)絡(luò)、手機，這些在幾年前還不為人所知的東西，現(xiàn)在已走進了人們的生活。在科學技術(shù)日新月異的今天，塑料芯片、電子紙也并非不可能像光盤、手機那樣迅速普及。?
二、模具簡介及簡單分類
模具是工業(yè)生產(chǎn)上用以注塑、吹塑、擠出、壓鑄或鍛壓成型、冶煉、沖壓、拉伸等方法得到所需產(chǎn)品的各種模子和工具。簡而言之，模具就是是用來成型物品的工具，這種工具有各種零件構(gòu)成，不同的模具由不同的零件構(gòu)成。它主要通過所成型材料物理狀態(tài)的改變來實現(xiàn)物品外形的加工。
按所成型的材料的不同，模具可分為金屬模具和非金屬模具。金屬模具又分為：鑄造模具（有色金屬壓鑄，鋼鐵鑄造）、和鍛造模具等；非金屬模具也分為：塑料模具和無機非金屬模具。而按照模具本身材料的不同，模具可分為：砂型模具，金屬模具，真空模具，石蠟模具等等。其中，隨著高分子塑料的快速發(fā)展，塑料模具與人們的生活密切相關(guān)。塑料模具一般可分為：注射成型模具，擠塑成型模具，氣輔成型模具等等。模具其他分類：合金模具、鈑金模具、塑料模具、沖壓模具、鑄造模具、擠出模具、壓鑄模具、汽車模具、滾絲模具等[1]。
三、注塑模具的地位
由于塑料具有質(zhì)量輕、強度高、韌性好、耐腐蝕、絕緣性好、易著色、可成型任意形狀、成本低等優(yōu)點。因此塑料成型模具的塑料制品得到了廣泛的應(yīng)用，塑件已深入到國民經(jīng)濟的各個部門中，零件塑料化的趨勢不斷加強，并且陸續(xù)出現(xiàn)全塑產(chǎn)品，在很多方面，它已成為金屬制品的替代物。塑料模具作為成型方式中的一種，是家用電器、汽車和航空航天等領(lǐng)域中塑料制品的重要生產(chǎn)工具。由于塑料模具成型方式具有生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可節(jié)約材料及生產(chǎn)成本低等特點，發(fā)展塑料模具工業(yè)已成為當代促進塑料制品及機電產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)廉價生產(chǎn)的重要手段。而注射成型是塑料加工中最普遍采用的方法。注射成型又稱注射模塑或注塑, 是塑料加工中重要的成型方法之一, 其技術(shù)已發(fā)展得相當成熟, 且應(yīng)用非常普遍, 注塑制品已占塑料制品總量的30%以上, 在國民經(jīng)濟的許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制品數(shù)量之大是其它成型方法望塵莫及的，因此作為注射成型加工的主要工具之一的注塑模具，在質(zhì)量精度、制造周期以及注射成型過程中的生產(chǎn)效率等方面水平高低，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本及產(chǎn)品的更新，同時也決定著企業(yè)在市場競爭中的反應(yīng)能力和速度。
四、注塑模具制造的特點
⑴型腔及型芯呈立體型面。塑件的外部和內(nèi)部形狀是由型腔和型芯直接成型的，這些復雜的立體型面加工難度比較大，特別是型腔的盲孔型內(nèi)成型表面加工，如果采用傳統(tǒng)的加工方法，不僅要求工人技術(shù)水平高、輔助工夾具多、刀具多，而且加工的周期長。
?⑵精度和表面質(zhì)量要求高，使用壽命要求長。目前一般塑件的尺寸精度要求為IT6~7，表面粗糙度Ra0.2~0.1μm，相應(yīng)的注塑模具零件的尺寸精度要求達到IT5~6，表面粗糙度Ra0.1μm以下。激光盤記錄面的粗糙度要達到鏡面加工的水平的0.02~0.01μm這就要求模具的表面粗糙度達到0.01μm以下。長壽命注塑模具對于提高高效率和降低成本是很必要的，目前注塑模具的使用壽命一般要求100萬次以上。精密注塑模要用剛度大的模架，增加模板的厚度，增加支承柱或錐形定位元件以防止模具受壓力后產(chǎn)生變形，有時內(nèi)壓可以達到100MPa。頂出裝置是影響制品變形和尺寸精度的重要因素，因此應(yīng)該選擇最佳的頂出點，以使各處脫模均勻。高精度注塑模具在結(jié)構(gòu)上多數(shù)采用鑲拼或全拼結(jié)構(gòu)，這要求模具零部件的加工精度、互換性均大為提高。
?⑶工藝流程長，制造時間緊。對于注塑件而言，大多是與其它零部件配套組成完整的產(chǎn)品，而且在很多的情況下都是在其它部件已經(jīng)完成，急切等待注塑件的配套上市。因為對制品的形狀或尺寸精度要求很高，加之由于樹脂材料的特性各異，模具制造完成后，還需要反復地試模與修正，使開發(fā)和交貨的時間非常緊張。
?⑷異地設(shè)計、異地制造。模具制造不是最終目的，而是由用戶提出最終制品設(shè)計，模具制造廠家根據(jù)用戶的要求，設(shè)計制造模具而且在大多數(shù)情況下，制品的注射生產(chǎn)也在別的廠家。這樣就造成了產(chǎn)品的設(shè)計、模具設(shè)計制造和制品的生產(chǎn)異地進行的情況。
?⑸專業(yè)分工，動態(tài)組合。模具生產(chǎn)批量小，一般屬于單件的生產(chǎn)，但是模具需要很多的標準件，大到模架，小到頂針，這些不能也不可能只由一個廠家單獨完成，且制造工藝復雜，普通設(shè)備和數(shù)控設(shè)備使用極不均衡。
五、CAD/CAE技術(shù)在注射模設(shè)計中的應(yīng)用
1、塑料模具CAD 技術(shù)
CAD（Computer Aided Design）技術(shù)是利用計算機硬、軟件系統(tǒng)輔助人們對產(chǎn)品或工程進行總體設(shè)計、繪圖、工程分析與技術(shù)文檔等設(shè)計活動的總稱，是一項綜合性技術(shù)。注射模具CAD 大多采用Pro/ E( Engineer)軟件作為產(chǎn)品及模具設(shè)計的開發(fā)平臺,Pro/ E 軟件是采用參數(shù)化設(shè)計的、基于特征的實體模型化系統(tǒng),設(shè)計人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型,可對塑料制品進行三維造型設(shè)計。利用Pro/ E 的Mold design 模塊可進行分型面的定義、抽取模具元件生成模具型腔和型芯、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、冷卻系統(tǒng)設(shè)計、生成模具成型零件的三維實體模型,利用Pro/ E 系統(tǒng)的布局及裝配模塊,可以進行模具的頂出系統(tǒng)和三維的總裝配設(shè)計,并最終利用工程圖模塊生成二維工程圖。其間將使用Pro/ E 的外掛軟件EMX4. 0 來進行模具標準元件的導入,以使設(shè)計更快速,修改更方便[4]。由于注射模具結(jié)構(gòu)復雜,要求各部件運動自如,互不干涉,且對模具零件的順序動作以及行程有嚴格的控制,Pro/ E 可對模具開模、合模以及制品被推出的全過程進行仿真,從而檢查出模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理處,并及時更正,以減少修模時間。Pro/ E 軟件的這些功能模塊在注射模具設(shè)計中的優(yōu)勢體現(xiàn)得更加淋漓盡致。
2、塑料模具CAE 技術(shù)
CAE(Computer Aided Execution) 技術(shù)即計算機輔助工程技術(shù),它是計算機輔助設(shè)計/ 計算機輔助制造(CAD/ CAM) 技術(shù)向縱深方向發(fā)展的要求。注塑成型CAE 技術(shù)是根據(jù)高分子流變學、彈性力學、計算機技術(shù),采用有限元計算方法來模擬整個注塑過程及這一過程對注塑成型產(chǎn)品質(zhì)量的影響,它可以模擬塑料制品在注塑成型過程中的流動,保壓和冷卻過程以及預測制品中的應(yīng)力分布、分子取向、收縮和翹曲變形等,幫助設(shè)計人員及早發(fā)現(xiàn)問題,及時修改模具設(shè)計,提高一次試模成功率,幫助企業(yè)縮短產(chǎn)品上市周期,增強市場競爭能力。美國上市公司Mudflow 公司是專業(yè)從事注塑成型CAE 軟件和咨詢公司,Mudflow 公司是塑料成型分析軟件的創(chuàng)造者,自1976 年發(fā)行了世界上第一套流動分析軟件以來,一直主導著塑料成型CAE 軟件市場。近幾年,在汽車、家電、電子通訊、化工、日用品等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
傳統(tǒng)的注塑模具設(shè)計主要依靠設(shè)計人員的直覺和經(jīng)驗,模具設(shè)計加工完以后往往需要經(jīng)過反復的調(diào)試與修正才能正式投入生產(chǎn),發(fā)現(xiàn)問題后,不僅要重新調(diào)整工藝參數(shù),甚至要修改塑料制品和模具,這種生產(chǎn)方式制約了新產(chǎn)品的開發(fā)。利用CAE(Mudflow) 分析軟件在模具加工之前,在計算機上對整個注塑成型過程進行模擬分析,包括填充、保壓、冷卻、翹曲、纖維取向、結(jié)構(gòu)應(yīng)力、收縮以及氣輔成型和熱固性材料流動分析,找出未來產(chǎn)品可能出現(xiàn)的缺陷,提高一次試模的成功率,以達到降低生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)周期的目的。塑料模具的設(shè)計不但要采用CAD 技術(shù),而且還要采用CAE 技術(shù)。這是必然趨勢[7]。
注塑成型分兩個階段,即:開發(fā)/ 設(shè)計階段(包括產(chǎn)品設(shè)計、模具設(shè)計、模具制造) ;生產(chǎn)階段(包括購買材料、試模、成型) 。傳統(tǒng)的注塑方法在正式生產(chǎn)前由于設(shè)計人員憑經(jīng)驗與直覺設(shè)計模具,模具裝配完畢后,通常需要幾次試模,發(fā)現(xiàn)問題后,不僅需要重新設(shè)置工藝參數(shù),甚至還需要修改塑料制品和模具設(shè)計,這勢必增加生產(chǎn)成本,延長產(chǎn)品開發(fā)周期。采用CAE 技術(shù),可以完全代替試模,CAE 技術(shù)提供了從制品設(shè)計到生產(chǎn)的完整解決方案,在模具制造之前,預測塑料熔體在型腔中的整個成型過程,幫助研判潛在的問題,有效地防止問題發(fā)生,大大縮短了開發(fā)周期,降低生產(chǎn)成本。
現(xiàn)代注塑成型CAE 技術(shù)的作用在于:
(1) 優(yōu)化塑料制品設(shè)計
塑件的壁厚、澆口數(shù)量、位置及流道系統(tǒng)設(shè)計等對于塑料制品的成敗和質(zhì)量關(guān)系重大。以往全憑制品設(shè)計人員的經(jīng)驗來設(shè)計,往往費力、費時,設(shè)計出的制品也不盡合理。利用Mudflow 軟件,可以快速地設(shè)計出最優(yōu)的塑料制品。
(2) 優(yōu)化塑料模設(shè)計
由于塑料制品的多樣性、復雜性和設(shè)計人員經(jīng)驗的局限性,傳統(tǒng)的模具設(shè)計往往要經(jīng)過反復試模、修模才能成功。利用mudflow 軟件,可以對型腔尺寸、澆口位置及尺寸、流道尺寸、冷卻系統(tǒng)等進行優(yōu)化設(shè)計,在計算機上進行試模、修模,可大大提高模具質(zhì)量,減少試模次數(shù)。(3) 優(yōu)化注塑工藝參數(shù)
由于經(jīng)驗的局限性,工程技術(shù)人員很難精確地設(shè)置制品最合理的加工參數(shù),選擇合適的塑料材料和確定最優(yōu)的工藝方案。Mudflow 軟件可以幫助工程技術(shù)人員確定最佳的注射壓力、鎖模力、模具溫度、熔體溫度、注射時間、保壓壓力和保壓時間、冷卻時間等,以注塑出最佳的塑料制品來。
3、基于CAD/ CAE 技術(shù)的注射模設(shè)計流程
運用CAD/ CAE 軟件設(shè)計注射模的具體步驟如下。(1) 應(yīng)用Pro/ E 軟件完成制品的造型。(2) 成型方案確定后,可進行澆口分析,得出最佳澆口位置。(3) 模具初始方案的設(shè)計,包括型腔數(shù)目、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)管道設(shè)計。(4) 在模具初始方案確定后,用Moldflow 軟件進行流動、保壓、冷卻和翹曲等分析,以確定合適的澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。如果分析結(jié)果不能滿足生產(chǎn)要求,那么可根據(jù)用戶的要求修改注射制品的結(jié)構(gòu)或修改模具的設(shè)計方案。(5) 在完成CAE 分析和方案評價后,可用Pro/ E 軟件進行模具的詳細結(jié)構(gòu)設(shè)計。(6) 模擬模具開模、推件、合模的過程,并進行模具的干涉檢查。(7) 加工信息的提取,用CAM 軟件進行數(shù)控加工模擬和自動生成型腔、型芯的NC 代碼。如需要,完成三維圖向二維工程圖的轉(zhuǎn)換[6]。
六、塑料注射模具的未來發(fā)展趨勢
從總體看, 塑料注射模具的基本發(fā)展趨勢是朝高效率、高精度、高壽命方向發(fā)展。
為提高塑料制品生產(chǎn)效率, 在模具結(jié)構(gòu)上將向多型腔、自動裝卸料、節(jié)能省料方向發(fā)展。日本、德國已普遍采用熱固性注塑模和低壓傳遞模, 一模多腔, 型腔數(shù)可有幾個, 幾十甚至上千個。為了充分發(fā)揮注塑機的潛力, 發(fā)展了多層多腔模具, 多工位多腔模具。熱流道模具應(yīng)用范圍正在逐漸擴大。已發(fā)展應(yīng)用于微型注射件, 熱敏性材料的注射成型等等, 以及多層多腔注射模, 熱流道裝置已成為專門的商業(yè)產(chǎn)品。測溫控制系統(tǒng)的發(fā)展改善了注射件的尺寸精度和成型效率。冷卻系統(tǒng)不單對型腔進行冷卻, 對滑塊、型芯都進行冷卻, 從而構(gòu)成空間的立體冷卻系統(tǒng)。這些技術(shù)的應(yīng)用, 解決了注射成型中模溫、模壓、溢料等問題, 使產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力分布趨于合理, 減少了廢品率。
在設(shè)計方法上, 用計算機模擬塑料成型時的料流速度, 溫度控制, 流動方式以及應(yīng)力場的分布等, 使模具達到最優(yōu)的參數(shù)和結(jié)構(gòu)選擇, 得到最佳的澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng), 減少反復試模的工作量。在加工技術(shù)上, 機械技術(shù)與電子技術(shù)日益密切結(jié)合, 更多地采用數(shù)控、數(shù)顯、計算機控制, 如采用數(shù)控銑床、光學曲線磨床、高精度電火花加工機床和精密鏗床、數(shù)控雕刻機等高精度、高效率的加工設(shè)備。這使模具精度越來越多地由設(shè)備來保證, 減少了對人工技巧的依賴性。日本數(shù)控機床占整個機床的比例在2000年就達到了86.8%, 美國有1/3的模具制造廠擁有數(shù)控機床。一種連續(xù)軌道座標磨床不僅能加工圓孔, 還可磨削任意形狀的凸模和凹模, 其定位精度很高, 己使立式座標鍵床退居次要地位。新型電加工工藝已發(fā)展成為一種與其它工藝相結(jié)合的復合加工工藝。實現(xiàn)高層次的自動化是目前電火化加工的一個發(fā)展方向。噴霧電火花加工也是新近發(fā)展起來的電火花加工技術(shù)。這種新加工方法, 對改變電火花加工后材料表面的金相屬性有重要意義, 在實際應(yīng)用中有較大的價值。
數(shù)控仿形銑床是近年來工業(yè)發(fā)達國家較多采用的型腔加工設(shè)備, 其使塑料模具的加工在質(zhì)量上拼效率上產(chǎn)生了一個飛躍。激光加工技術(shù)也廣泛用子塑料模具的制造。美國一公司開發(fā)了一種適用子多種材料加工的激光雕刻機, 按計算機設(shè)定的各種文字、模型或符號, 能雕刻鋁、鋼、陶瓷、欽及各種軟硬質(zhì)材料。在測量方面采用三座標測量機、大型工具顯微鏡、數(shù)顯高度尺, 光學投影比較儀等精密測量儀。微機技術(shù)、激光技術(shù)廣泛用于精密測量。我國在這方面寫國外相差甚遠, 目前主要以卡尺、千分表等手動測量工具進行直接接觸測量, 除隨機誤差外, 量具的示值誤差也很大, 這很難適應(yīng)復雜型腔高精度尺寸要求的模具零件的檢測。模具鋼材的發(fā)展方向是開發(fā)新型耐磨, 耐腐蝕、易切削、拋光性好的塑料模具用鋼。材料熱處理工藝的發(fā)展方向是真空熱處理和模具的型腔表面強化處理提高模具型腔鋼材的基體強度、剛度和韌性提高模具型腔表面強度、耐磨性、耐腐蝕性、提高模具壽命。
近年來, 將粉末冶金材料鎢、鉻、鉆合金等用模壓成型直接制成塑料模型腔的方法漸被采用。這種方法制得的型腔有較高的耐磨性和抗腐蝕性, 以及較好的傳熱性和抗壓性, 是制作多型腔模具的理想構(gòu)料。我國模具材料及應(yīng)用技術(shù)較落后,塑料模具的設(shè)計、制造水平僅相當于先進工業(yè)國家年代中期的水平熱處理工藝還停留在采用普通熱處理方式, 真空熱處理工藝尚不完善。為使我國模具工業(yè)有較大發(fā)展, 除加強加工與檢測設(shè)備的研究外, 對材料及其處理工藝的研究也應(yīng)得到足夠的重視。
總 結(jié)
在信息社會和經(jīng)濟全球化發(fā)展的進程中 ,模具行業(yè)發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復雜及更經(jīng)濟快速方面發(fā)展 ,技術(shù)含量不斷提高 ,模具生產(chǎn)向著專業(yè)化、信息化、數(shù)字化、無圖化、精細化、自動化方面發(fā)展;模具業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化方向發(fā)展。
針對我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀 ,通過進一步搞好模具行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和創(chuàng)新 ,抓住我國模具價格較低的競爭優(yōu)勢,大力提高模具的開發(fā)效率 ,增加大型、精密、復雜和長壽命等技術(shù)含量高的中高檔模具的比例 ,今后我國模具技術(shù)的研究重點和主要發(fā)展方向應(yīng)該是 :
( 1)高速、高精、復雜和長壽命模具加工技術(shù)的研究與應(yīng)用。例如超精沖壓模具制造技術(shù)、精密塑料和壓鑄模具制造技術(shù)等 ;
( 2)優(yōu)質(zhì)模具材料的研制和正確選用 ,以及先進表面加工和處理技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用 ;
( 3)模具專業(yè)化、標準化的發(fā)展及進一步推廣應(yīng)用 ;
( 4)快速成型與快速制模 (RP/RT)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用 ;
( 5)CAD、CAM、CAE的廣泛應(yīng)用及其軟件的不斷先進和 CAD/CAE/CAM技術(shù)的進一步集成化、一體化、智能化,從而提高模具設(shè)計的現(xiàn)代化、信息化和標準化水平。
隨著計算機軟件的發(fā)展和進步，CAD/CAE/CAM 技術(shù)也日臻成熟，其現(xiàn)代模具中的應(yīng)用將越來越廣泛。可以預料不久的將來，模具制造業(yè)將從機械制造業(yè)中分離出來，而獨立成為國民經(jīng)濟中不可缺少的支柱產(chǎn)業(yè)，與此同時，也進一步促進了模具制造技術(shù)向集成化、智能化、益人化、高效化方向發(fā)展。
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