谈快速模具制造技术现状与发展范文

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摘要：快速模具制造技术作为发展较为迅速的专业技术，已经被广泛应用到机械制造行业之中。特别是随着计算机技术的不断发展、成熟，更是带动了快速模具制造技术的快速发展。本文主要是对快速模具制造技术进行研究，概述了快速模具制造技术的发展现状，并且阐述了快速模具制造技术的发展趋势。

关键词：快速模具制造技术；机械；计算机

快速模具制造技术作为一项系统工程技术，有效融合了信息与控制技术、材料学以及激光技术等，其发展速度可见一斑[1-3]。自快速模具制造技术诞生以来，已经被广泛应用到航空航天、医疗、汽车以及加点分制造行业之中。比如国外知名企业IBM、福特、丰田、通用等都在积极探索该项技术在工业生产中的应用，并且对于快速模具制造技术进行科学的设计论证、检验、动态分析以及风洞实验等，都成功地将快速模具制造技术应用到现实生产力之中，使得企业生产的产品更加趋于敏捷化。快速模具制造技术的飞跃式发展，特别是在快速制造金属模具的广泛应用，使得产品的质量更加优质，价格更加低廉，帮助企业获得更大经济效益，这也是国内外学者、企业关注的重点。

1机械模具技术的应用现状分析

传统模具制造方法存在以下问题：1）模具设计和制造的周期长；2）模具柔性差。传统模具加工工艺流程如图1所示。

1.1激光技术激光加工技术被广泛应用到模具制造行业之中。例如快速成型以及特殊模具成型等方面，通过激光技术对其进行激光切割、打孔以及刻字等，都可以极大地提高工作效率。但是，不可忽视的是激光技术仍旧存在不同程度缺陷，比如在加工样品的厚度、产品切割精度以及激光功率等方面，技术仍需要进步进行提升，才能够应用现实的模具加工之中[4]。

1.2CAD技术随着计算机技术的不断发展，更多的计算机技术也被应用到快速模具制造技术之中。比如在模具设计阶段，首先通过设计软件对模具进行三维建模，依据模具实际结构进一步优化三维模型。三维CAD技术软件就作为一个较为常用的模型构造软件，也被模具设计师广泛使用。这主要是由于三维CAD软件具有较为逼真的立体显示效果，模型尺寸、效果的渲染等方面更加容易被编辑，这也极其利于模型设计师进行操作，更易表达出预期的意图，能够最大程度地表达出模型的真实面貌及构造。同时，CAD技术也较好地把模型质量、体积等相应的物理参数进行保存，为后期的模型成型分析打下一定基础。另外，CAD软件也同样具备独立的设计模块，具备一定模具分型功能。由于具备较为齐全典型模具结构、标准零件库以及模架库等功能，对于较为复杂的模具零件同样也可以自行构建、生成，在操作时较为简便，大大缩短了构建模具构建时间，极大程度地提升了工作效率[5]。

1.3直接制模技术直接制模技术作为未来模具制造技术的发展趋势，与间接制模技术相比较，对CAD信息数据的精准度要求更高。直接制造技术主要是把CAD所构建的数据模型，直接通过RP系统平台来应用到实际生产的模具上，继而制造出相应的模具，该项技术对CAD等数据信息要求较高，但是所生成的模具性能、质量较与以往模具制造技术更加优质，其使用寿命同样可观。另外，直接制模技术的制造工序更加直接、简单，也大大缩短了模具制造周期，有效节省了企业的时间成本。不过，由于直接制模技术对据的精准度要求过高，这就导致在现实的工厂生产中该技术难以得到广泛应用。在现实生产中，可以利用快速成形机来对模具进行加工，其所生产的工件同样具备较为优质的性能，模具尺寸和形状都比较稳定，这种快速成形工件也能够作为模具直接使用[6]。特别是通过PPSF制作的模具工件质地坚硬，能够经得起300℃的高温考验。如果在工件表面涂覆高分子材料，就可以直接应用到低熔点合金和砂型铸造木制模工艺中。

1.4三维打印技术三维打印技术主要是利用喷头喷射出液态材料来构造三维实体。但是，所采用的液态材料必须具备一定可塑性，能够快速形成实体。正是由于这种直接成模技术，其未来应用范围较为宽广，但是技术条件仍然不够成熟，现今多被应用到工业设计、陶瓷产品、牙科和医疗产业的制造中。

2我国快速制模技术发展趋势

快速制模技术与传统模具制造相比，优势在于快速制模技术能够提高产品的开发速度和生产的柔性化程度，快捷、方便地制作模具，缩短模具制造的周期，降低生产成本，经济效益优[7]。某模具制造公司传统研发和快速研发过程对比如表1所示。

2.1快速成型模具制造应用快速成型模具制造技术主要分为直接法和间接法两种类型。根据所制造模具的产品特性，不同的快速成型模具制造方法也被应用到不同场景中，而相对应的制造工艺也是不尽相同，但最终所制造的产品质量同样能得到保证。直接制模技术主要是通过选择性激光烧结的方式来实现，由此生产出的模具，使用时限较长。但其缺陷是在对模具工件进行烧结时，由于温度的影响，模具工件会产生不同程度的收缩现象，这种收缩现象至今未能得到有效解决，继而造成生产出的模具工件精确度不高。对于软质模具而言，由于所采用的软质材料的特殊性，有别于以往使用的钢制材料，其具有制作周期短、造价成本低的特性，在新产品的开发初期，常常被应用到市场试运行以及功能检测等方面，特别是对于所生产的工件品种多、批量小以及改性快等制造模式中。现今，软质模具制造方法主要以树脂浇注法、硅橡胶浇注法等方法为代表。

2.2一体化随着社会的不断发展与进步，各领域对于产品的要求也是越来越高，这就催化了新的科学技术被广泛应用到各个行业之中，以提升产品、工件的性能。模具一体化技术就是这样的时代产物，其能够有效整合机械设备、电子技术以及网络信息技术等技术领域，提高产品工件性能。模具一体化技术不单单包括了技术的创新、融合，还包涵了产品的研究，有效融合其他现今科学技术，应用到模具一体化技术中，继而来实现产品质量的提升，这就是其“一体化”的最终目的。

2.3模具扫描数字化系统模具扫描数字化系统主要是对实体工件或者拥有的模型进行数字“扫描”，经过加工出期望的模型等系列功能，这样的制造技术大大缩短了模具工件的制造周期。通过对现今的数控铣床等相关设备进行改造，安装快速扫描系统，继而实现对模具工件的快速采集，并自动生成相应的数控系统加工程序、CAD数据信息等，实现模具制造的“逆向工程”。模具扫描数字化系统在国内的模具制造技术上也是崭露头角，只有不断加大对其进行技术研发，才能够在新的模具制造竞争中处于优势[8]，也只有研发出适合国内发展的制模技术，才能够有效推进国内模具制造技术的快速发展，提高国内企业在市场综合实力，助推国民经济快速发展。

3结论

快速模具制造技术作为近年来才发展而成的制造技术，对机械制造行业而言，却是一个全新的里程碑。其应用范围不仅仅局限于机械制造行业，更是被广泛应用到电子、材料、汽车等领域。比如在汽车行业中，可以应用到汽车相关零配件的制作。快速模具制造技术也可以高效、精准地制造金属模具，较大幅度缩短模具的制造时间，直接减少企业的成本投入。相关研究资料表明，快速模具制造技术被作为21世纪作为重要的技术突破之一。

参考文献：

[1]周慧涛.快速模具制造技术发展现状与趋势展望[J].锻压装备与制造技术,2015,50(3):114-115.

[2]张海鸥.快速模具制造技术的现状及其发展趋势[J].模具技术,2000(6):84-89.

[3]王广春,赵国群,杨艳.快速成型与快速模具制造技术[J].新技术新工艺,2000(9):30-32.

[4]单忠德,梁剑江,袁达,等.基于快速原型的石膏型快速模具制造技术研究[J].模具工业,2001(10):43-46.

[5]王广春,赵国群,贾玉玺,等.基于RP&M的快速模具制造技术[J].山东大学学报(工学版),2000(2):182-187.

[6]邹国林.熔融沉积制造精度及快速模具制造技术的研究[D].大连:大连理工大学,2002.

[7]谷诤巍,袁达,张人佶,等.基于RP原型的电弧喷涂快速模具制造技术研究[J].电加工与模具,2003(1):50-52.

[8]李耀华,满立双,于丽志.快速模具制造技术的现状及其发展趋势[J].科研,2015(24):269.

作者：林锐 单位：福建省福州第一技师学院