模具技术发展趋势

模具技术发展趋势（共8篇）

模具技术发展趋势 篇1

高速精密冲压技术涉及到机械、电子、材料、光学、计算机、精密检测、信息网络和管理技术等诸多领域，是多学科的系统工程。多工位与多功能冲压模具现状 先进多工位与多功能冲压模具的代表主要有精密多工位级进模、精密多工位冲压传递模、精密多功能冲压模具等。

高速精密冲压技术涉及到机械、电子、材料、光学、计算机、精密检测、信息网络和管理技术等诸多领域，是多学科的系统工程。

高速精密冲压技术的特点及应用领域

高速精密冲压技术是现代冲压生产的先进制造技术，它综合了科高速精密压力机技术、高精变冲压模技术、高品质制品材料技术、智能控制技术和绿色为一体化的高新技术。应用高速精密冲压技术批量生产制品，具有高生产效率、高质量、高一致性及节能降耗、节省人力、降低成本和确保安全生产等特点，因此已越来越被国民经济各工业生产部门所重视。当前，现代先进制造技术是世界各国研究和发展的主题，特别是在市场经济高度发展的今天，它更占有十分重要的地位。

高速精密冲压模具技术主要基于使用板料加工制品，由高速压力机设备、精密冲压模具、优质卷料三个基本要素构成，并在自动化周边设备的开卷装置、校平装置、送料装置、材料润滑装置、出件装置、理件装置、收料装置等协调连接，按冲压工艺流程组合的一种冲压自动化生产线。

冲压自动化不仅可以大幅度地提高劳动生产率、改善劳动条件、降低成本，而且能够有效地保证冲压生产中的人身安全，从根本上改变冲压生产面貌，因此被广泛应用于电子、通讯、汽车、机械、军工、轻工、电机电器、仪器仪表、医疗器械、自动化装备和家电产品制造领域。在轨道交通、航空航天、新能源等产品制造领域的应用也越来越广泛。

高速压力机技术的应用

随着电子通讯、电机电器、汽车和家电等产品技术的迅速发展，对精密冲压件的需求量越来越大，技术要求也越来越高，且应用面也越来越广泛，因此在大量生产和超大量生产中，普通压力机已不能满足生产和技术要求。采用高速精密压力机进行高速度、自动化及连续冲压是提高冲压生产率的有效途径。由于高速精密压力机的滑块行程每分钟次数比吨位相似的普通压力机高5倍以上，因此高速精密压力机不但冲压件精度高、表面质量好，而且模具使用寿命长。

近几年，冲压技术不断向高速化、精密化和智能化的方向发展，推进了高速压力机的发展势头，也因此涌现出许多的高速精密压力机和超高速精密压力机，如德国拉斯特公司、美国明斯特公司、瑞士布鲁德尔公司、德国舒勒公司、日本能率和电产公司等研制的小吨位高速精密压力机，其滑块行程次数分别可达2,000次/分钟，3,000次/分钟，4,000次/分钟。在负荷状态下，还可达其标准中的特级精度要求。这标志着高速精密压力机技术已发展到超高速超精密的技术阶段。

国外有些公司对小吨位高速精密压力机按滑块行程次数分为四个速度等级：常速≦250次/分钟，次高速﹥250~400次/分钟，高速﹥400~1,000次/分钟，超高速≧1,000次/分钟。大吨位高速精密压力机滑块行程次数相对较低，如300吨的大型高速精密压力机，滑块行程数范围仅为160~400次/分钟左右，100吨的翅片专用高速精密压力机，滑块行程数范围一般为150~250次/分钟左右。

由于冲压速度随着压力机吨位、滑块行程长度与次数、制品工艺结构和材料工艺性能、自动送料速度及精度等诸多要素的不同而改变，很难用简单的数字作为划分各个等级的界限，因此，目前国际上对高速精密压力机速变范围仍尚未作出明确的定义，通常将冲压速度比普通压力机速度高5~10倍的统称为高速精密冲压。而从中国多数企业的高速精密压力机的应用情况来看，冲次速度按滑块最低和最高行程数的平均值或大于均值10~20%的冲速则是较为合理和有参考意义的标准。因为高速精密压力机滑块最高行程数一般是指无负荷冲程数。当行程次数高达一定数值时，压力机在运行中的不平衡现象就明显增加，滑块下死点动态性变化程度也较大，这样就必须解决卷料质量、送料速度、模具性能与寿命、设备强度、刚度和精度、故障的自动监控与稳定性、振动与噪声以及润滑和冷却系统等一系列技术问题。所以，高速精密压力机应用中的冲次速度相当关键。

高速精密冲压件的类型与技术特点

高速精密冲压件按行业、用途和工艺特点可分为电子零件类、IC集成电路引线框架类、电机铁芯类、电器铁芯类、换热器翅片类、汽车零件类、家电零件类、以及其他类型等。零件主要包含连接器件、接插件、电刷件、电器端子、弹性零件等。

IC集成电路引线框架主要包含分立器件引线框架和集成电路引线框架。电机铁芯主要包含单相串励电机铁芯、单相家用电机铁芯、单相罩极电机铁芯、永磁直流电机铁芯、工业电机铁芯、塑封定子铁芯等。电器铁芯主要包含E字形变压器铁芯、EI形变压器铁芯、工字形变压器铁芯、以及其他变压器铁芯片等。换热器翅片主要包含工业换热器翅片、家用换热器翅片、汽车用换热器翅片等。汽车零件主要包含汽车结构件、汽车功能件。家电零件主要包含大家电零件，如彩管电子枪零件，以及小家电零件，各类结构件和功能件等。其他类零件主要包含仪器仪表零件、IT类零件、声学类和摄像类零件、现代办公用类零件、以及五金件等。

高速精密冲压件的技术具有品种多、材料多样性、薄板卷料、自动化生产批量极大、精度高、形状复杂、技术含量和附加值高等特点。

高速精密冲压生产技术的典型概况

电机铁芯生产技术概况

铁芯是电机产品的重要部件，一般由0.35mm，0.5mm厚的硅钢片制成。在电机生产的全部环节中，铁芯冲片生产是关键。目前中国的高速精密冲压铁芯片和铁芯自动叠铆、铁芯三列带扭槽叠铆、铁芯带扭槽及回转叠铆、铁芯双回转叠铆、铁芯双列大回转叠铆、大型外转子铁芯带扭槽叠铆、定子铁芯半圆组合叠铆、定子铁芯多块组合叠铆、长直条定子铁芯卷圆组合叠铆等高速精密冲压生产技术与国际先进技术相比毫不逊色。

其中较为典型的铁芯三列带扭槽叠铆制品的高速精密冲压生产技术概况是，铁芯材料为50W470硅钢片、带料厚度0.5mm，料宽307.5mm。带料经开卷装置、S型校平装置、送料装置、材料润滑装置、高速精密压力机、大型精密级进模等一体化的高速运行，以及自动冲压导正钉孔、转子片叠铆工艺孔、转子片记号孔、转子片计量孔、转子片槽形、转子片台阶孔、转子片叠铆点、转子片内孔、转子片落料叠铆和扭槽、定子片缺口、定子片记号孔、定子片计量孔、定子片槽形、定子片叠铆点、定子片内孔、定子片落料叠铆等多工位与多工序的交叉连续冲压，一次完成三套定转子铁芯制品，铁芯自动叠铆厚度105mm，定子铁芯外径110.52 0.02mm，外径55.1 0.01/0.02 mm。制品在300吨的大型高速精密压力机上生产，冲次速变280~320次/分钟，并在冲压过程中铁芯制品自动输出。

换热器翅片生产技术概况

翅片是空调产品的主要部件，一般由0.105mm厚的铝箔制成。近年来，中国在高速冲压换热器翅片生产技术方面有了明显提高，如家用空调换热器翅片、汽车空调换热器翅片、工业空调换热器、整体导管式空调换热器翅片、新型异形孔空调换热器翅片、以及大型冷库散热器翅片等高速精密冲压生产技术已接近国际先进水平。中国研发的一次出12列、24列、36列、42列、48列、60列、72列、76列翅片等高速精密冲压生产技术已达到国际上同类产品的水平。其中典型的Φ5.2 72列 2步进翅片的高速精密冲压生产技术概况是：翅片材料铝箔1,000-8H22，厚度0.105 mm的带料，由展料架、过油装置、送料装置、高速精密压力机、大型精密级进模、吸料与集料装置等组成的翅片高速精密冲压自动生产线，带料经压料装置、引申工程、冲孔工程、翻边工程、百叶窗工程、中部异型切工程、端部异型切工程、边切工程、异正工程、纵切工程、送料工程、横切工程等12个成形工程的连续冲压，一次出72列翅片，翅片形状复杂，精度较高，表面要求光洁、平整、无刮伤，无毛刺、翻边无开裂等技术要求。Φ5系列、72数和2步进的翅片在100吨高速精密专用压力机上生产，冲刺速度260次/分钟，并能够在冲压过程中实现翅片制品一边集料一边取料。

IC集成电路引线框架生产技术概况

引线框架是分立器件和集成电路的载体。作为半导体器件的芯片载体引线框架，其主要特点是种类多、批量大、精度高、形状细小、材料较薄、表面需要局部电镀以及外观要求严格。近几年，随着科技的发展，中国的高速精密冲压引线框架生产技术较以前有了很大提升，如分立器件TO-220、SOT、SOD系列引线框架生产技术已达到国外同类产品的水平。其中典型的SSOP-024集成电路引线框架高速精密冲压生产技术概况是：引线框架材料C194铜合金，厚度0.152 mm的卷料，由卷料架、送料机构、导料机构、高速精密压力机、精密级进模、卷式收料装置等组成的引线框架高速精密冲压自动化生产线，冲压工序包含打字、冲压麻状点、冲定位孔与嵌定孔、冲内引线A、冲内引线B、冲内引线C、裁片分离、静压内引线、校横弯、校外引线、校步距、内引线校平、精整等32工位的连续冲压，一次冲出4排，每排在11mm 9mm的尺寸面上冲出24条内外引线脚，内引线的最小间距0.17mm，产品的共面性要求控制在0.01mm 之内等其他技术要求。该引线框架在80吨高速精密压力机上生产，冲次速度为450~500次/分钟。SSOP-24集成电路引线框架集微成型、微薄化、多脚化、高密度、小间距、多样化等总体水平已接近国际同类产品的先进水平。

高速精密冲压模具现状与发展趋势

近年来，中国模具产销持续攀升，民营企业不断涌现出来，国外著名企业和资本的进入更是促进了模具行业的快速发展，中国已成为名副其实的模具生产大国。然而，从模具产需情况看，虽然中低档模具已完全实现自给，但是以大型、精密、高效、高性能模具为主要代表的高技术含量模具自给率仍然较低，只有60%左右，有很大一部分仍然依靠进口。因此，提升中国模具企业的整体技术水平，提升企业的核心竞争力，促进模具产业结构优化仍然是中国模具行业的当务之急。

冲压模具主要包括多工位与多功能冲压模具、汽车覆盖件模具和精冲模具等，这里仅对精密多工位与多功能冲压模具阐述其现状与发展。

多工位与多功能冲压模具现状

先进多工位与多功能冲压模具的代表主要有精密多工位级进模、精密多工位冲压传递模、精密多功能冲压模具等。其中，精密多工位级进模占据主流产品地位。先进精密多工位级进模主要包括电机铁芯硅钢片级进模、空调器翅片级进模、集成电路引线框架级进模、电子连接器级进模、彩管电子枪零件级进模、汽车零件级进模、家电零件级进模等。

受中国市场产品档次提升的推动，中国的先进多工位与多功能冲压模具的总体水平得以提升，特别是产量最大的高速精密多工位级进模在技术水平、制作精度、使用寿命和制作周期等方面均有明显进步，无论技术还是产能都已具备向先进国家模具挑战的能力。其中相当一部分高档优质模具的总体性能接近或达到国际同类模具的先进水平，不仅可替代进口，还能出口一部分到发达国家和地区。

与国际先进水平相比的主要差距

近年来，中国先进多工位与多功能冲压模具水平提高较快，模具制作装备技术已经达到国际先进水平，模具设计制造水平有了很大提高，一部分精密复杂级进模进入了规模化生产阶段，模具的进口替代成效明显，出口逐年递增。但是与国际先进冲压模具相比，仍然存在以下几个方面的差距。

（1）模具设计制造技术方面

模具设计制造技术创新不够，很多先进模具中的关键设计内涵和技术以及制造工艺中的“KNOW HOW”等基础技术、理论以及核心技术掌握不够，导致模具整体水平提升困难，始终处于技术跟进与追踪阶段，达到甚至超越国际先进水平还缺乏相关设计和制造基础技术的支撑。

（2）模具的寿命方面

由于受模具材料、热处理技术以及制造装配技术等相关因素的影响，中国冲压模具寿命普遍低于国际先进水平，差距在30%以上。特别是一次刃磨寿命低导致模具维护次数增加，降低了冲压生产效率，增加了模具维护的成本，进而影响中国模具的市场竞争力。

（3）模具的试模技术与模具的可靠性方面

试模是模具设计制造完成后对模具的一个综合实验、评估和调整过程，是模具设计制造问题的集中暴露过程，也是冲压模具设计、制造技术以及专业人员的综合反映。而模具的可靠性和稳定性则是模具设计制造质量好坏的评价基准和模具正常使用的保障。由于中国缺乏对多工位与多功能冲压模具的设计、制造工艺中的隐形知识和技术积累的深入挖掘，因此与国际先进模具企业相比，中国多工位与多功能冲压模具的试模、模具使用中的调整和维修时间增加30%以上。对比国外目前正在研究无试模程序的模具前沿技术，中国在模具的试模技术与模具的可靠性和稳定性方面的差距是显而易见的。

（4）模具的基础理论与关键技术方面

模具设计制造师一项实践性很强的专门技术，长期以来，中国对模具设计和制造的实践性非常重视，但由于对冲压模具基础理论和技术研究重视不够，导致模具设计和制造的基础理论和技术发展缓慢。加上冲压模具企业的专业化分工还不够细化，小而全、大而全的模具企业还占主导地位，企业的核心竞争力难以形成，企业自有技术以及创新能力落后于国外先进模具企业。另外，模具材料、标准件等模具基础技术落后，直接影响了中国多工位与多功能冲压模具的整体技术水平。因此，在多工位与多功能冲压模具的基础技术支持方面还存在很多薄弱环节。

（5）新型模具技术及其拓展方面

随着新工艺新产品的不断涌现，国外冲压模具已经从常规的单副级进模向多功能组合模具、生产线配套组合模具工装、特大型级进模以及微细零件冲压成型模具等方向发展，而中国企业大多数仍将重点放在常规的单副级进模系列化和产业化方面，还未掌握特种高精尖模具如特大型高精、超高速冲压、超薄、超强和微细型零件成形冲压模具的关键技术，对多功能复合模具还设计不多。因此，中国还需要不断开展新型模具的关键技术研究，拓展其应用领域，为赶超国际先进水平打好基础。

（6）基础零部件和配套件方面

多工位与多功能冲压模具的基础零部件和配套件是模具整体快速发展的基本条件，而中国由于热处理、材料、标准件等模具基础零部件和配套技术及质量水平较低，高档模具的基础零部件和配套件主要依赖进口。因此，中国急需提升模具基础零部件和配套件的技术及质量水平。

多工位与多功能冲压模具的发展趋势

在经济的全球化和中国从“制造业大国”向“制造业强国”的挺进中，“服务科学”和“服务制造”等现代理念的出现，对中国模具行业的发展必将产生重大影响。模具行业的服务制造业的特征将大大增强，模具也应该是最先融入“服务制造” 的生产装备。

纵观模具技术的发展路线和模具行业的发展前沿，模具技术的总体发展趋势是“由模具自身的品质提升向冲压件产品的控形控性以及一体化解决方案方向发展”。即用户要求从主要考虑模具的本身品质向控制模具生产的最终产品品质的方向发展，从对模具品质的单一要求向为用户产品提供一体化解决方案方向发展。

用户的要求突破了模具产品本身的界限，必须从产业链上寻求系统的解决方法，迫使模具技术和企业向制造业的相关产业链延伸。因此，一大批多领域交叉技术的应用以及以模具为核心的系统解决方案将是今后模具发展的主要特征。

综合中国目前冲压模具的发展及其存在的问题，可以看出多工位与多功能冲压模具是最有希望赶上国际先进水平的模具之一。但是，还需要模具企业在专业化细分、自主创新以及设计和制造工艺基础理论与技术方面做深入细致的研究工作，为中国多工位与多功能冲压模具的整体技术赶上国际先进水平打下好基础，并在保持电机铁芯自动叠片级进模、空调换热器翅片级进模、集成电路框架级进模、电子连接器级进模等高水平模具发展的同时，注重发展大型汽车零件级进模、多功能复合冲压模具、微小零件冲压模具、特殊板料等微特冲压模具及其技术，整体提升多工位与多功能冲压模具的水平。

另外，“控形和控性”是模具发展的大方向，首先需要解决的是“控形”技术问题，冲压模具的“控形”技术必然是近期需要突破的重要关键技术。研究冲压成形的深层次理论和技术问题，借以掌握“控形和控性”技术，从而实现模具的信息化和智能化制造。

智能化是全球的发展趋势，也是“服务时代”的主要特征。对模具行业来说，模具的信息化和智能化是实现“控形和控性”的重要手段，是赶超国际模具先进水平的一个重要方面，它可以带动一些列模具先进技术的发展，具有重要的战略意义。目前中国模具的信息化和智能化刚开始起步，要实现模具的信息化和智能化还有很长的路要走，同时也需要相关政策的推动。

模具技术发展趋势 篇2

1 顺序凝固精确控温技术

现阶段多数工厂在处理模具温度控制问题时都是采取人工模式, 技术人员凭借经验和现场感觉来判断工艺条件成熟程度, 传统模具温度控制方式虽然准确性较高, 但是难以跟上工业化发展脚步, 产品质量参差不齐、低生产效率问题影响着总进度。现代控制、信息技术的快速发展为不同行业的改革提供了良好的契机, 而金属型铸造模具应充分利用新兴技术的优势之处, 配置适合模具生产的控温元件、温度传感器, 利用计算机和操作系统来实时、动态的控制生产进度和模具温度。顺序凝固精确控温技术既实现了有序补缩的目标, 也满足了顺序凝固的要求, 通过设置参数来控制晶粒的生长方向, 对于产品生产来说是实现高物理、力学性能的重要流程。如今已有多家公司利用顺序凝固精确控温技术来制造耐高热、耐疲劳、特殊受力方向以及高腐蚀性的产品, 满足各行各业对产品的特殊要求。

2 快速凝固技术

多数金属型铸造过程中平均冷却速率要低于50K/s, 而过长的铸件冷凝时间会造成了晶粒粗大的现象, 加大了发生元素偏析的概率。针对高性能要求的制件可以使用热处理模式来改变不完美的组织。冷凝速度和模温之间存在矛盾关系, 无论是加快还是降低冷凝速度, 都会对浇铸或组织造成不良影响。通常情况下超过100K/s的冷却速率都会获得超细的晶粒, 且析出相拥有超高分散度和韧性。国外机械公司已经开发出一种加热冷却系统, 开启该系统能在14s内完成从320e到30e的转变, 而在金属型铸造模具中使用该技术无疑是可行的, 设置冷水水道到模腔中, 利用感应加热板来调节模温, 既不影响晶粒大小, 又能保证材料的高性能, 避免了热处理带来的高人力、物力开支。

3 复合材料铸造技术

机械产品在超更多样化、特殊化的方向发展, 工业生产和居民生活对材料的要求也越来越高, 加快了铸造零件性能的提升速度。为了不断提高金属材料的物理或化学性能, 利用非连续增强材料的特殊成分来满足符合材料的要求, 通过加入晶须、颗粒等材料来加大强度、韧性, 材料行业的迅猛发展造就了规定方式排列增强相方式, 同时利用控制顺序凝固技术的优势, 通过调节排列方式来铸造零件, 使其带有其他材料不具备的特殊性能, 在区别于其他普通单相组织材料的基础上提供更全面、详化的发展空间, 而复合材料铸造技术也会应用更广泛。

4 半固态金属铸造技术

多数发达国家已经广泛将半固态金属铸造技术应用于铸造业, 该类技术充分考虑了金属铸造中树枝网络骨架产生的问题, 强烈搅拌处于凝固过程的金属, 使其呈现出颗粒状组织, 半固态金属液的形成对下一步铸造无疑是有益的。半固态金属液附带的流动性使其能承担更多挤压的工作, 所以针对有特殊要求、形状的材料来说, 半固态金属液能同时满足形状和性能两方面要求, 且不会发生缩裂、气孔、强铸造应力等现象, 保证小偏差的尺寸和收缩量, 铸造出细小的晶粒, 不断延长模具寿命, 省略了加工过程的复杂流程。现代铸造业应寻找近净成形技术和金属铸造工序的契合点, 通过半固态金属铸造技术来完成两者的衔接, 满足模具重力、挤压等方面要求。

5 快速制造铸件和铸模快速验证技术

铸造样件在实际研究和生产中至关重要, 而铸造样件的方法通常采取传统的翻砂法, 采取材料切削加工的次数也较多, 但无论从投入成本还是时间上来说, 这两种方法都存在不足之处。快速原型机的推出解决了传统模式费时费力的问题, 利用蜡质模型快速铸造零件, 但会对原型机造成一定损害, 且效率不高。现阶段有公司使用砂型盒来铸造零件, 实现了小批量生产目标, 且在铸造过程中能快速的观察排溢、浇铸等系统的运行状态, 方便及时作出调整。流体充型模拟软件能帮助生产者节省实际操作中的流程, 但是却未能及时的反应生产问题。砂型盒实现了快速制造铸件目的, 且衍生出铸模快速验证技术, 无论是从快速性、并行性还是全面性、协调性来来说都是极强的, 铸造公司在确定设计方案后可以立即投入到模具生产过程中, 降低投入物力和人力, 同时提高一次铸模成功率, 针对砂型铸造过程中出现的问题能及时、快速的发现和解决。

参考文献

[1]肖长存, 杜德喜.金属型铸造模具水冷工艺试验[J].铸造工程, 2012 (4) :20-22.[1]肖长存, 杜德喜.金属型铸造模具水冷工艺试验[J].铸造工程, 2012 (4) :20-22.

模具技术发展趋势 篇3

【关键词】模具制造；快速成型；技术分析；发展趋势

1.快速模具制造技术概述

速成型与制造技术（rapidprototypingandmanufacturing，RP&M;）是一种可以从CAD模型驱动直接得到实体模型或模具的全新技术，不需传统加工工具和模具，缩短了产品开发周期，降低制造成本，成为支持快速市场响应的必要工具之一，近年来获得广泛的应用。众多的国内外企业都在积极应用RP&M;技术加快产品开发和技术进步，在产品的设计检验、外观评审、装配实验、动态分析、应力分析、风洞实验和快速模具中都取得了成功。

2.快速模具技术分类与应用

根据快速模具是否由快速成型机直接制造，快速模具又可分为直接制造和间接制造两类，其应用工艺各有各的特点，具体分析如下：

2.1快速模具直接制造

快速模具直接制造是由CAD模型驱动直接由快速成型机分层堆积形成所需要的模具。由于工艺流程短，模具成型更加快捷，工艺过程更易控制，直接制造金属模具成为最被看好的先进技术，是快速模具制造技术所追求的目标。

2.1.1激光选区烧结技术

快速模具直接制造最成功的快速成型工艺是激光选区烧结（selectivelasersintering，SLS）。工艺过程为：高能量激光选择性地将粉末烧结为层片，逐层烧结后，将未烧结的松散粉末除去，然后经过高温烧结及渗铜后即可作为模具使用。该方法在小型注射模和吹塑模上已得到成功应用。直接金属激光烧结（directmetallasersintering，DMLS）工艺是德国EOS公司基于SLS工艺开发的一种新型模具直接制造技术，不用中间粘结剂而直接烧结金属粉末，所制造出的模具密度接近纯金属。DMLS模具不必再进行后期的高温烧结和渗铜，但需在表面渗入一层高温环氧树脂，目前模具的精度能达到0.05mm，用于注射模能注射出高达1.5万件的塑件，用于压铸模可以铸造几百件金属零件。

2.1.2激光粉末熔覆近净成型技术

激光粉末熔覆近净成型（laserengineerednetshaping，LENS）是一种基于激光熔覆技术的快速金属零件和模具制造工艺，成型零件组织致密，具有明显的快速熔凝特征，力学性能高，并可实现非均质和梯度材料零件和模具的制造。不过，由于热应力的影响和缺乏支撑材料，制造的模具在表面粗糙度值和尺寸精度方面尚不能满足大部分模具的要求，限制了LENS工艺在模具制造领域的应用。

2.1.3薄层物体叠加技术

薄层物体叠加（laminatedobjectmanufacturing，LOM）工艺是用加热辊和激光束对背面涂有热熔胶的薄片材料（纸、塑料、金属等）进行逐层粘结和切割，以形成模具的各层截面轮廓，最终制成模具。由于金属片的粘结温度和环境温度难以协调和控制，金属片经过加热、粘结和冷却很容易发生扭曲，模具成型质量不是很高。

2.1.4三维打印技术

三维打印（3Dprinting，3DP）工艺利用粘结剂喷头有选择地喷涂粘结剂，使金属粉末如不锈钢、碳化钨等粘结成截面轮廓，一层层粘结形成三维形状，这种低密度的成形件在经过高温烧结和渗铜处理，便可得到致密度达到92%以上的金属实体，对其表面进行抛光打磨处理后就可作模具使用。

快速模具直接制造的工艺还有激光选区熔化（selectivelasermelting，SLM）、电子束选区熔化（electronbeammelting，EBM）、电子束自由制造（electronbeamfreeformfabrication，EBF）等，这些工艺都是利用高能量使粉末材料选择性熔化而形成金属零件的。CarnegieMellon和Stanford大学开发的形状沉积制造（shapedepositionmanufacturing，SDM）快速成型工艺，结合了材料增长和材料去除2种成型方法。首先微滴金属液根据CAD模型的二维层片信息沉积为实体层片，然后通过数控加工形成精确尺寸和形状的层片，每一层的制作过程都是一个结合微型铸造和数控加工的工艺，在快速制造大型模具方面有很广阔的发展前景。

2.2快速模具间接制造

快速模具间接制造就是以快速原型作为母模，然后转用其他工艺在快速原型的基础上复制出所要求的模具。实际上该工艺的实践基础在模具行业中早就存在，即以母模或者样件通过各种方法如铸造、喷涂和电铸等制造相应的模具，因此技术开发和应用都很实用。尽管直接快速制模法的工序少，但是模具精度和性能很难满足要求，而间接制造方法是快速原型和传统成型工艺的结合，可以根据模具的应用要求选择不同复杂程度和成本的配合工艺，模具的精度、表面质量、材质要求和力学性能等更接近实际应用情况，因此目前工业界多使用快速模具间接制造方法。

2.2.1粉末成型法

粉末成型法中最具代表性的是美国3DSystems公司开发的3DKeltool工艺。这种工艺是SLA法快速成型技术、硅橡胶模、粉末成型和金属浸渗的结合，一般可在10余天得到模具，比CNC加工方法节约25%～40%的成本，模具材料的性能与常规钢制模具接近，用于热塑性塑料寿命可达百万次。该方法的缺点是模具尺寸太大时在渗铜过程中会发生明显变形，因此仅适合制造小尺寸的模具镶块。

2.2.2 NCC制造技术

NCC（nickel-ceramiccomposite）工艺结合了镀镍工艺和陶瓷复合材料背衬。该方法以高分子快速原型为母模电镀一层厚约1～5mm的镍，然后在镍壳的外表面填充陶瓷粉与有机粘结剂的混合物，分离原型后得到模具。这种复合材料的模具非常适合制造尺寸较大的模具（大于250mm@250mm@250mm），用于注射件时寿命可达5000件。

2.2.3喷涂法

喷涂法是一种制造金属模具的常用方法。由于快速原型表面在喷涂过程中要受到热冲击，对原型的力学性能和热性能有较高的要求。一般喷涂材料为低熔点金属，如果原型能够耐受高温，也可喷涂高熔点金属如不锈钢。喷涂法间接快速模具制造工艺简单，模具型腔表面的精细纹路可以一次成型，尺寸精度高。关键问题是解决好涂层与快速原型表面的贴合和脱离问题。

3.我国快速模具制造的发展趋势分析

随着快速成型技术的应用范围逐渐扩大和市场对快速产品制造的需求增加，快速模具制造必然获得迅速的发展。快速模具制造技术已经体现了极大的优势，国内外都投入了很大的力量进行开发研究，但是目前应用还不广泛，仍然存在很多制约其发展和应用问题。从近几年的发展状况看，对于快速模具制造的未来发展趋势体现为：

（1）快速模具制造的主要目的之一就在于快速开发、制作用于传统制造工艺的模具，在这方面，目前RT技术已经取得很大的进展，但离实际应用的要求仍有一定的差距，因此需要进一步扩大快速模具的适用范围，并降低快速模具的制造成本。尤其对于大型模具的快速低成本制造，将成为快速模具迅速发展的重要突破方向。

（2）目前快速模具制造都是采用传统模具材料，由于快速制模是一种新工艺，针对其特点开发新型模具材料和成型工艺将成为一个重要的研究方向，其中包括新型合金材料、梯度功能材料、复合材料等。

（3）与高速铣削相比，快速模具制造在表面带精细复杂形状的金属模具，难以省去电火花加工工序（即用RT代替电火花加工）的金属模具制造方面将会占有优势，模具表面精细复杂花纹直（下转第65页）（上接第26页）接成形将是RT技术的未来发展方向。

（4）金属壳体+树脂或者陶瓷背衬等间接快速模具的使用范围和性能受到限制，以材质选择灵活度高的铸造方法制造全金属材质的注射、冲压和压铸等主导模具将得到迅速发展，占据快速模具间接制造的主要份额。将快速成型、特种铸造、喷涂或者化学镀等表面处理方法结合起来制造高性能快速模具将具有极大的优势。

（5）直接快速模具制造方法由于不需中间工序、工艺流程短，在表面和尺寸精度、力学性能和模具种类等得到改善以后，将得到更广泛的应用，以低成本且适于精细加工及多种材料成型的堆积和去除成型技术的集成技术，将得到快速发展。但是在材质和成本方面的制约使得间接法仍将是快速模具制造的主要工艺。

（6）间接快速制造法控制精度难度大，应着力开发短流程的快速制造工艺、精度损失小的成型方法，实现工作环境的稳定以提高间接法制造精度。

（7）为了有效地改善快速模具的性能，将进一步采用计算机辅助工程（CAE）与虚拟制造技术，使模具材料的选择与组合、模具的结构设计等趋于优化，产品的品质与生产率更高。

4.结语

模具技术发展趋势 篇4

近几年，气体辅助成型技术在塑料模具加工中逐渐得到应用。目前，已经有部分企业将气体辅助成型技术应用在洗衣机外壳、电视机外壳以及汽车装饰物件等塑料物件加工工艺中，并且取得了非常好的效果[3]。

1.2热流道技术应用广泛

虽然热流道塑料模具应用所占比例不高，但是热流道技术在塑料模具加工行业中的发展速度非常快，目前，热流道技术在塑料模具加工工艺中的应用率已经达到了33.33%。比较常见的热流道加工技术分为三种，分别是一般内热式、分流板式以及外热式[4]。

1.3塑料模具效率得到提高

现代制造技术的发展趋势 篇5

袁锋

摘要

知识经济和高科技的迅猛发展给制造业带来前所未有的机遇和挑战，现代制造技术被赋予新的内涵和特征，与其它学科交互融合发展，对传统的制造业产生了巨大的冲击。只有采用先进制造技术并不断创新，我国制造业才能在激烈竞争中立于不败之地。为此阐述了现代制造技术的发展趋势。

关键词:现代制造技术；特征；趋势。引言

制造是人类社会赖以生存和发展的基石，任何时代都离不开制造业，制造业具有永恒性和不可替代性，它不仅是一个国家国民经济的支柱产业，而且对其经济和政治的领导地位也有着决定性的影响，一个国家经济的崛起在很大程度上取决于制造业的发展。在工业发达国家，约有1／4的人口从事各种形式的制造活动，70 以上的物质财富来自制造业。因此，很多国家把制定制造业发展战略列为重中之重。战后，日本、德国等国家由于重视制造业，国力很快得以恢复，成为制造强国，经济实力也跃居世界前列。美国认为要重振经济雄风，保持美国在全球经济中的霸主地位，必须大力重振制造业，夺回其制造业的世界霸主地位。为此，美国加大了制造业的投资力度，积极进行策略研究，现在某些领域已基本赶上甚至超过日本而与其并驾齐驱。可见制造业对一个国家的经济地位和政治地位具有至关重要的影响。

近年来，随着高新技术和知识经济的迅猛发展，生命科学、材料科学、信息技术、微电子技术、航空航天等新兴的科学技术不断涌现。以计算机技术、信息技术、自动化技术与传统制造技术相结合的先进制造技术应运而生，对传统的制造业产生了巨大的影响和冲击。目前，世界各国尤其是工业发达国家都非常重视制造技术的开发研究和应用，在这一领域的国际竞争日趋激烈，我们要想在新一轮的较量中立于不败之地，就必须大力发展制造技术。现代制造技术的主要特征

1．1 制造内涵的扩展

随着通讯和网络的发展，全球性的贸易壁垒正在逐步消失，制造技术已发展成为一个涵盖整个生产过程、跨多个学科且高度复杂的集成技术。制造的概念和内涵得到大大扩展，它是一种涵盖面很广的广义制造概念，是“大过程”、“大制造”，包括光、机、电产品的制造，工艺流程设计，通用产品和高精尖产品的制造以及材料制备；不仅包括机械加工方法，而且还包括高能束加工方法、硅微加工方法、电化学加工方法等；它不但包括从毛坯到成品的加工制造过程，而且还涉及产品的市场信息收集与分析、产品的选型决策、产品的设计制造过程、产品的销售和售后服务、报废产品的处理以及产品的疲劳强度和全寿命过程的预估等产品整个生命周期的全过程。1．2 先进制造技术、制造系统和制造模式的发展

近年来，制造工程与制造科学取得了前所未有的成就，先进制造技术、制造系统和制 造模式层出不穷，制造业得到空前的发展。建立在以现代信息技术为核心的制造技术基础上发展起来的现代制造系统，将会给未来的制造业带来更多意想不到的奇迹。其中最有代表性的有：①敏捷制造(AM)。1988年美国里海大学和通用汽车公司在研究总结美国制造业的现状和潜力后提出了敏捷制造的生产模式，1992年美国政府将其作为具有划时代意义的21世纪制造企业的发展战略。敏捷制造是将柔性制造的先进技术和生产技能、有素质的劳动力以及促进企业内部和企业之间的灵活管理三者集成在一起，利用信息技术对千变万化的市场机遇做出快速响应，最大限度地满足顾客的要求。②虚拟制造(VM)。虚拟制造是利用制造过程的计算机模型及其仿真来实现产品设计和研制的模式，它从根本上改变了传统的产品设计与制造模式，在产品制造出来之前应在虚拟制造环境中完成软产品原型，代替系统的硬件进行试验，对其性能进行预测和评估，从而大大缩短产品设计与制造周期，降低产品的开发成本，提高其快速响应市场变化的能力，以便更可靠地决策产品研制，更经济有效地组织生产，从而实现制造系统全面最优的制造生产模式。③精良生产(LP)。1990年美国麻省理工学院总结了第二次世界大战后以丰田汽车为代表的日本制造工业的经验，提出了以改革企业生产管理为特点的精良生产模式。它的基本要求是企业在生产过程中要同时获得极高的生产率、最好的产品质量和极大的生产柔性，使所生产出的产品具有精益特点。它摒弃了大量生产方式在人力资源、库存资金积压上造成的极大浪费，特别是单一品种生产对市场变化的需求极不适应的种种弊端，发展了按市场订单进行及时生产的丰田汽车模式。④ 智能制造(IM)。智能制造是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。IM 将神经网络技术和模糊控制技术等先进制造技术应用于制造业，使制造过程实现智能化。

1．3 制造技术的多学科交叉特征

经济的发展和社会的进步对制造科学提出了新的要求与期望，它与信息科学、生命科学、材料科学、管理科学等不同学科之间的交叉融合更为紧密，形成了

多学科交叉、多方位立体发展的模式。一方面，制造技术为信息科学、生物科学和材料科学提供观察、实验、检测、制造的装备和技术支持；另一方面，信息科学、生物科学、材料科学的最新成果也会应用于制造业，进一步丰富制造科学的内容，同时，它们的发展也给制造业不断提出新的使命和挑战，从而促进制造科学的进一步提高。制造生产模式对制造过程、制造系统和产品的优质将起着关键的作用，而制造生产模式是管理科学、社会人文科学与制造科学的交叉、融汇和发展而成的结果，有着统率生产过程、加速高新技术的发展、决定产品质量和市场竞争能力的作用。1．4 信息技术是现代制造技术发展的重要保障

先进制造技术的发展与信息技术的发展密不可分。信息技术，特别是计算机技术，极大地改变着制造的面貌，是先进制造技术的发展与制造科学形成的客观条件。信息这一要素已成为现代制造业中最重要的资源和最宝贵的竞争要素。制造技术不仅加工、处理信息，而且将制造信息录制、物化在原材料上，提高其信息含量，使之转化为产品。现代制造业，尤其高科技、深加工企业，其主要投入已不再是材料和能源，而是信息和知识；其所创造的社会财富实际上也是某种形式的信息，即产品信息和制造信息。未来的产品一般应是基于信息或知识的产品。未来的制造技术将向数字化、智能化、网络化发展，信息技术将贯穿整个制造业。制造技术的发展趋势

21世纪，制造业日趋全球化，先进制造技术向着自动化、柔性化、集成化和智能化方向发展。总的来看，纳米技术、超精密加工技术和可持续制造技术是今后发展的关键。2．1 纳米技术

扫描隧道显微镜的发明与应用使人们对世界的认识进入纳米尺度，从宏观转向微观扩展。纳米技术和纳米制造技术是当前竞相研究的最前沿领域，它将使人们在生产方式和生活方式上有更大的改观。纳米技术包括纳米材料技术、纳米加工技术、纳米装配技术、纳米测量技术和纳米机械学等。纳米技术对制造业已经产生了很大的影响，对传统制造方法、制造工艺与手段带来了巨大冲击；同时，纳米技术的发展带动了微型系统制造技术的发展。微型系统是机械技术和电子技术在微／纳米尺度上相融合的产物，发展极其迅速，有可能对世界各国的科技、经济发展和国防建设产生重大影响。其覆盖领域十分广泛，从1959年科学家提出微型机械的设想，到第一个硅微型压力传感器问世，以及微型齿轮、微型齿轮泵、微型气动涡轮及联接件、硅微型静电电机、微型加速度计，直至2000年重仅200多克的微卫星上天，微型系统受到了世界各国越来越多的青睐，其应用领域将不断扩大。2．2 超精密加工技术

现代制造技术要求不断提高产品的加工质量、性能、可靠性和稳定性，而这些都取决于加工精度的提高。超精密加工技术是高精尖产品和国防武器生产的重要手段。在超精密加工领域，美国、英国、日本居世界前列。超精密加工主要包括超精密切削、超精密磨削、研磨以及超精密特种加工(主要包括电子束、离子束加工等)。目前，超精密加工已不再是孤立的加工方法和单纯的工艺问题，而是一项包含范围极广的系统工程。要实现超精密加工，不仅需要超精密的机床和刀具、稳定的环境，更重要的是要具备先进的计算机误差检测和在线补偿。

2．3 可持续制造技术

可持续制造技术是指在产品的整个生命周期中要充分考虑到节约资源和保护环境两方面的问题，其目标是使产品从设计、制造、运输、使用到报废处理的

整个产品生命周期中，对环境的负面作用最小，资源消耗尽可能小，并使企业经济和社会效益协调优化。其中绿色制造技术作为可持续制造技术的典型代表，正在被越来越多的企业接受和认同，并逐步得到应用，在美国、西欧和日本等发达国家和地区，绿色制造研究是先进制造技术领域的一大热点。随着人类居住环境的恶化、资源的短缺，可持续制造必将成为21世纪制造业发展的必然趋势。我国制造业的对策

制造技术的全球化和中国加入WTO给我国的制造业带来了前所未有的发展机遇，同时也面临着巨大的挑战。当前，人类社会已进入信息时代和知识经济时代，国际经济合作与交往日益紧密，全球产业结构进入大调整的重要时期，世界正在形成一个统一的大市场。世界范围内制造业的竞争变得越来越严酷，人们对于产品的个性化和服务的要求越来越强烈，产品的生命周期越来越短，只有采取积极的应对措施，才能逐步缩短我国在制造领域与工业发达国家的差距。

3．1 适应市场需求，增强企业竞争力

进入21世纪，用户的消费观念有了很大改变，对企业和产品提出了更新、更高的要求，产品的交货时间、新产品的开发时间和上市时间，甚至产品的整个生命周期都显著缩短 产品的开发周期缩短，对市场的响应已经成为企业竞争力的关键所在。谁能在最短的时间内交货，开发出新产品并打入市场，并在产品整个生命周期之内提供最好的服务，谁就能够占领市场。同时，原来对于产品质量、成本要求的内涵也有所改变，质量除了指对产品本 身的性能、功能、外观、可靠性和使用寿命等方面的要求外，更重要的是指如何在产品整个生命周期之内全面地满足客户的要求，包括各种服务，顾客对产品及其服务的满意程度是衡量产品质量和企业竞争力的重要指标。成本也不是指单一的产品制造和销售成本，而且是指包括产品的运行成本、维护成本及报废后的处理成本在内的全部成本。为了降低成本，要求企业的产品和制造系统均具有高度的柔性，以响应快速变化的市场，增强企业竞争力。

3．2 应用先进技术改造传统制造技术

在高科技和知识经济时代来临之际，必须用先进制造技术对传统的制造技术进行改造，对其进行全面研究和充实。我国传统的制造技术、工艺手段及装备仍然相当落后，必须从其它学科及新科技领域吸取营养并与之相结合，才能逐渐发展成为技术含量高、附加值大的现代制造技术，如纳米制造技术、超精密加工技术、微型系统制造技术、敏捷制造技术和绿色制造等。要利用先进制造系统原理优化企业组织结构，使其从产品开发、加工制造和市场开拓等方面得到重大改进，提高企业的综合效益，以赢得激烈的国际市场竞争。3．3 提高企业创新能力

创新是一个民族发展的动力，缺乏创新就会缺乏活力。企业的创新不仅指产品设计和生产工艺上的创新，还要包括制造观念的更新、组织的重构、经营的重组。综合创新能力是推动企业发展的动力和最强大的竞争武器。现代制造业应努力树立创新意识，培养创新能力，加快形成以企业为中心的技术创新体系，实现技术创新、机制创新、组织管理创新和人才创新。

3．4 重视人才培养

全球大市场中的竞争，归根结底是人才的竞争。现代制造技术都非常重视人的因素，强调以人为本和人的主体作用。现代制造业是多学科相互渗透融合而发展的，生产和管理模式正在向信息密集型和知识密集型转变，对人的素质也提出了较高的要求。一方面，应完善人才培养机制，针对现代制造科学的多学科交叉特点，在高等工科专业的教学中，实施与学科交叉前沿相应的专业设置及课程配置，以培养既有相关领域知识与能力，又具有创新精神的新型人才。另一方面，国家应重视职业技术教育，扶植发展企业对现有工程技术人员进行比学历教育更为重要的工程继续教育，以顺应新时期制造科学发展的要求。结束语

防火墙技术发展的三个发展趋势 篇6

防火墙可说是信息安全领域最成熟的产品之一，但是成熟并不意味着发展的停滞，恰恰相反，日益提高的安全需求对信息安全产品提出了越来越高的要求，防火墙也不例外，下面我们就防火墙一些基本层面的问题来谈谈防火墙产品的主要发展趋势。

模式转变

传统的防火墙通常都设置在网络的边界位置，不论是内网与外网的边界，还是内网中的不同子网的边界，以数据流进行分隔，形成安全管理区域。但这种设计的最大问题是，恶意攻击的发起不仅仅来自于外网，内网环境同样存在着很多安全隐患，而对于这种问题，边界式防火墙处理起来是比较困难的，所以现在越来越多的防火墙产品也开始体现出一种分布式结构，以分布式为体系进行设计的防火墙产品以网络节点为保护对象，可以最大限度地覆盖需要保护的对象，大大提升安全防护强度，这不仅仅是单纯的产品形式的变化，而是象征着防火墙产品防御理念的升华。

防火墙的几种基本类型可以说各有优点，所以很多厂商将这些方式结合起来，以弥补单纯一种方式带来的漏洞和不足，例如比较简单的方式就是既针对传输层面的数据包特性进行过滤，同时也针对应用层的规则进行过滤，这种综合性的过滤设计可以充分挖掘防火墙核心功能的能力，可以说是在自身基础之上进行再发展的最有效途径之一，目前较为先进的一种过滤方式是带有状态检测功能的数据包过滤，其实这已经成为现有防火墙产品的一种主流检测模式了，可以预见，未来的防火墙检测模式将继续整合进更多的范畴，而这些范畴的配合也同时获得大幅的提高。

就目前的现状来看，防火墙的信息记录功能日益完善，通过防火墙的日志系统，可以方便地追踪过去网络中发生的事件，还可以完成与审计系统的联动，具备足够的验证能力，以保证在调查取证过程中采集的证据符合法律要求。相信这一方面的功能在未来会有很大幅度的增强，同时这也是众多安全系统中一个需要共同面对的问题。

功能扩展

现在的防火墙产品已经呈现出一种集成多种功能的设计趋势，包括VPN、AAA、PKI 、IPSec等附加功能，甚至防病毒、入侵检测这样的主流功能，都被集成到防火墙产品中了，很多时候我们已经无法分辨这样的产品到底是以防火墙为主，还是以某个功能为主了，即其已经逐渐向我们普遍称之为IPS(入侵防御系统)的产品转化了。有些防火墙集成了防病毒功能，这样的设计会对管理性能带来不少提升，但同时也对防火墙产品的另外两个重要因素产生了影响，即性能和自身的安全问题，所以我们的意见是应该根据具体的应用环境来做综合的权衡，毕竟这个世界暂时还不存在什么完美的解决方案。

防火墙的管理功能一直在迅猛发展，并且不断地提供一些方便好用的功能给管理员，这种趋势仍将继续，更多新颖实效的管理功能会不断地涌现出来，例如短信功能，至少在大型环境里会成为标准配置，当防火墙的规则被变更或类似的被预先定义的管理事件发生之后，报警行为会以多种途径被发送至管理员处，包括即时的短信或移动电话拨叫功能，以确保安全响应行为在第一时间被启动，而且在将来，通过类似手机、PDA这类移动处理设备也可以方便地对防火墙进行管理，当然，这些管理方式的扩展需要首先面对的问题还是如何保障防火墙系统自身的安全性不被破坏。

性能提高

未来的防火墙产品由于在功能性上的扩展，以及应用日益丰富、流量日益复杂所提出的更多性能要求，会呈现出更强的处理性能要求，而寄希望于硬件性能的水涨船高肯定会出现瓶颈，所以诸如并行处理技术等经济实用并且经过足够验证的性能提升手段将越来越多的应用在防火墙产品平台上;相对来说，单纯的流量过滤性能是比较容易处理的问题，而与应用层涉及越密，性能提高所需要面对的情况就会越复杂;在大型应用环境中，防火墙的规则库至少有上万条记录，而随着过滤的应用种类的提高，规则数往往会以趋进几何级数的程度上升，这是对防火墙的`负荷是很大的考验，使用不同的处理器完成不同的功能可能是解决办法之一，例如利用集成专有算法的协处理器来专门处理规则判断，在防火墙的某方面性能出现较大瓶颈时，我们可以单纯地升级某个部分的硬件来解决，这种设计有些已经应用到现有的产品中了，也许未来的防火墙产品会呈现出非常复杂的结构，当然，从某种角度来说，我们祈祷这种状况最好还是不要发生。

另外根据经验，除了硬件因素之外，规则处理的方式及算法也会对防火墙性能造成很明显的影响，所以在防火墙的软件部分也应该会融入更多先进的设计技术，并衍生出更多的专用平台技术，以期缓解防火墙的性能要求。

中国模具制造业现状及发展趋势 篇7

在我国模具制造业实际生产过程中,必须要重视基础工艺装备技术的应用,保证提高各类材料与技术的应用质量,增强其实际发展效果,优化模具制造业的生产体系,进而达到良好的发展效果。

1 中国模具制造业的发展现状

当前,我国模具制造业在发展期间,还存在较多不足之处,难以提升其生产效率与质量,无法提高模具制造业的经济效益。主要表现为以下几点。

第一,模具生产总额的提升。当前,我国模具制造业在生产过程中,还存在生产成本迅速增长的问题,一方面,我国在模具生产期间,政府部门未制定完善的优惠政策,无法提升模具技术的应用质量,难以达到良好的生产标准。另一方面,我国模具制造业在生产期间,不能更好地控制生产成本,难以提升模具制造业的经济效益,无法集中控制模具制造效益,也难以达到良好的发展效果。从表1可看出,近几年我国模具制造业的产值与年增长率较低,不利于我国模具制造业出口贸易的发展,甚至会出现难以解决的问题。我国在总产值处于逐年递增的状态,然而实际增长率较低,无法有效满足国际模具贸易需求,难以提高中国模具在贸易方面的经济效益与竞争力,给我国模具制造业带来较大的挑战。

第二,2015年,我国进口模具减少2%左右,在出口方面,提升40%左右,而外贸逆差在10亿美元以上,同比减少了3亿美元。分析模具价格可知,我国进出口冲压模具分别为60000吨与40000吨,按照每吨单价的计算,进口冲压模具在20000亿美元左右,出口的冲压模具只有6000美元。对于塑料橡胶模具而言,我国进出口的塑料橡胶模具在3000美元/套左右,而出口的橡胶模具只有700美元/套。从数据可知,我国在模具出口与进口方面还存在较多的不均衡现象,难以提高我国的模具出口经济效益。我国在模具出口方面,主要为中低档模具,而在模具进口方面,主要为高档模具,在一定程度上,影响着我国模具出口经济效益,难以提高中国模具制造业的经济效益。

第三,我国模具的使用寿命较短,虽然相关技术人员已研究出模具制造方式,但在技术应用方面仍存在较多的不足之处,影响着中国模具制造业的经济效益,也难以提升模具制造业的竞争能力[1]。

第四,国内模具行业在结构调整方面已取得较理想的成绩,特别是在企业的组织结构、产品与技术结构等方面都已呈现出合理化方向发展。现阶段,国际范围内模具的整体产值已达到680亿美元,但中国所占比重仅为8%。因此,为实现全面更新并增强装备的水平,国内模具企业采购了诸多设备。然而,开发的创新性十分有限,主要是因为资金投入不充足,导致模具行业的综合开发能力远不及生产能力。其存在的主要问题有:①不同层次模具技术工作人才的资源匮乏,特别是在高级模具钳工与设计工作人员方面,供不应求的问题十分明显;②模具的标准化程度相对较低,且模具和零部件商品率始终无法提高;③模具制造专业化的特点不明显,且在集中度方面存在诸多问题;④未建立模具修理体系,常出现修模拖期影响生产的情况;⑤模具的使用时间不长,导致模具费用在产品成本中的比率较大,且难以降低;⑥模具加工设备严重老化,且存在超期服役的问题;⑦模具与其零部件的市场价格较低,在修理方面的费用也偏低,仅凭购销双方随意制定,导致不同地区和厂际间的价格相差较大;⑧模具种类不同,其标准与技术指导性的文件也存在差异,尤其是在国际市场接轨中,使得不同种类模具的国家标准存在较大的缺口;⑨在模具行业,新技术、工艺和设备的推广速度较慢,特别是在模具自行开发中的各类材料始终没有实现普遍应用;⑩在模具制造中,钢的精炼程度和模具锻坯技术的推广效果不理想,始终存在难以解决的问题[2]。

根据上述问题的分析可以得知,中国模具生产结构还需要进一步调整,相关技术人员必须转变中国模具的制造方式,提升模具制造质量与制作水平,提高其经济效益,以达到良好的生产体系,才能提高中国模具制造业的竞争能力[3]。

2 中国模具制造业的发展趋势

在我国模具制造业实际发展过程中,其制造技术会得到较为良好的进步与创新,除可延长模具使用寿命外,还能制造出大型、精密的模具产品,提升中国模具制造业的生产水平,发挥技术的作用。

2.1 模具结构的优化技术

在我国模具制造过程中,部分模具制造业在实际发展过程中,会利用相关制造技术生产出大型、精密与复杂的模具,此类模具在实际使用过程中,使用寿命较长。模具制造业会利用一模多腔的生产技术制造,并且针对模具制造精度的要求,全面控制模具制造精度,可以将其精度控制在2μm左右,同时,相关技术人员必须要计算模具加工的精度差,保证可提高其精度控制效率,达到相关控制效果[4]。

2.2 CAD、CAE技术的应用措施

在中国模具制造业实际生产的过程中,相关技术人员必须要重视CAD与CAE技术的应用,保证提高其技术应用质量与效率,从根本上提升技术的应用价值。首先,技术人员要利用CAD技术建模,并完善相关加工程序,进而针对不同的模具类型与基础理论的结合,创新模具的制造方式。同时,相关技术人员还要利用数值模拟方式预测产品的成形流程,进而改善模具制造结构。其次,在应用CAE技术过程中,相关技术人员必须从一体化的角度分析,形成集成化与三维化的发展趋势,在将CAD与CAE技术结合在一起后,充分发挥各单元的技术作用。最后,中国模具制造业还会应用MSC等高端的辅助设计制造软件等开展技术工作,在实际应用过程中,对技术人员进行技术的推广与培训,使其全面掌握相关技能,进而提高技术的应用效率[5]。

2.3 新型技术结构在塑料模具中的应用价值分析

基于科学技术的不断发展,运行新型技术在塑料模具中已成为顺应时代发展的必然趋势,在塑料模具设计结构中,借助新型热流道技术能实现整体运行结构和管理层级结构的优化,不仅能提升整体模具制造项目的生产效率,也能在一定程度上提高模具制造项目的整体质量,具有十分重要的使用价值。另外,在综合分析相关技术过程中,模具制造项目在国外已实现较为系统的发展,该技术应用也已过半,甚至超过80%。而在技术结构运行过程中,主要借助气体辅助注射成型技术,该新工艺能有效优化整体运行模式的效率和项目整体水平,具有注射压力较小且成品翘曲变形结构微小的优势。加之技术参数能在有效升级产品质量的同时,降低项目的设计成本[6]。

2.4 新兴技术能有序提升模具标准件的使用效率

在实际项目运行过程中,模具标准件的应用能有效影响整体运行结构的生产周期,确保在提升质量的同时,有效降低整体制造成本,顺利提升整体规格和尺寸的综合水平,并保证网络销售结构的健全和完整,进一步提升供货速度,实现货期短和精度高的项目设计层级结构。特别要注意的是,在实际设计过程中,也能从根本上保证生产工艺的优势,延长使用寿命。

2.5 快速经济模具制造技术的应用

在中国模具制造业实际发展的过程中,相关技术人员必须重视快速经济模具制造技术的应用,保证提高技术应用效率与效益。首先,要应用快速原型制造技术与表面现象成形制造技术,有效开展快速经济模具制造技术活动。其次,相关技术人员必须全面分析浇筑成型与无模多点成形技术,进而提高相关技术的应用质量。

2.6 研究模具的高速测量计算、逆向工程

随着现代化技术水平的不断提升,一些先进的测量仪器得到广泛应用,特别是三坐标测量机、扫描仪、激光跟踪仪等。目前,我国的现代化检测技术开始向高速度、高精度和数字化方向发展,并将这种技术合理应用到模具产品逆向工程设计工作中,保证在模具产品制造过程中,提高产品制造的响应能力。逆向工程又称为反向工程或反求工程,主要是针对传统的产品设计流程,并由正向工程对其提出的。逆向工程的主要思想是:扫描测量实物和零件实施,通过对相关数据的合理处理,保证合理获取产品中存在的几何信息。并且利用CAD、CAM技术还能对建立的产品实现快速、准确的模型定位,并重新设定存在的结构,最后,在合适的加工过程中对其分析,实现结构的合理设置与编程工作,以促进产品模具的有效加工。这种设计理念利用的指导方法更为科学、更为合理,主要是将现代化设计理论、现代化技术和现代化方法作为有效标准,并借鉴专业人员的工作经验和丰富知识,形成新的创造性思维,从而有效地深化、制造产品,保证模具测量工作的高速形成。

3 结语

在中国模具制造业实际发展的过程中,相关技术人员必须制定完善的技术方案,保证逐渐创新技术应用措施,提高中国模具制造效益。

参考文献

[1]李国睿,李阳,汶军科,等.浅析模具设计与制造的现状及发展趋势[J].中国化工贸易,2015,7(26):117.

[2]徐群.模具制造新趋势探究[J].中国机械,2014,(12):103-103.

[3]李雪.浅谈我国模具的发展及其重要性[J].科技视界,2015,(34):150,162.

[4]刘东海.机械自动化技术发展趋势和要点分析[J].中国电子商务,2014,(15):276.

[5]孙德全.我国机械技术的现状与发展[J].城市建设理论研究:电子版,2015,(21):1344.

模具技术发展趋势 篇8

关键词：制造业 模具制造 绿色制造技术 可持续发展

制造业一向是社会经济快速发展的重要支柱，同时也是造成资源浪费最多和对生态环境污染程度最大的行业。面对全球资源日渐匮乏和环境问题的逐渐严峻，如何最大程度的减少制造业的资源浪费和降低制造业对环境带来的危害，成了迫在眉睫的问题。而模具是制造业中最重要的生产工具，是工业生产中最基本的装备。模具制造水平的高低，制约着一个国家整体制造业的水平。在这种情况下，“绿色模具”制造应运而生。

一、模具绿色制造的基本概念和特点

绿色制造技术是指将节能、低碳、环保、可回收、可循环等有机的结合在一起，依托高科技实现制造业的高质量、低成本、少污染、高利润。绿色制造技术既能推动企业的发展，又能保护自然资源和环境。模具绿色制造是指在模具制造的每一個环节上，都要把对环境的影响和对资源的利用考虑进去，实现环境污染最小化和资源利用最大化。

传统的模具制造只考虑模具的质量、成本、功能、寿命等，基本不考虑模具对环境造成的影响。一些模具的材料中甚至含有有毒物质，严重污染环境。而且传统的模具在使用结束后就变成了一堆废铁，回收率低，严重浪费了资源。与传统的模具制造相比，模具绿色制造具有以下特点：

模具绿色制造由“模具制造的全部过程”、“对环境的影响”、“资源优化”三个问题组成，这三个问题贯穿模具绿色制造的始终。模具绿色制造具有良好的社会效益和经济效益。绿色技术的采用有助于减少资源浪费，降低制造成本、减少环境污染，改善工作环境，有利于企业的可持续发展。

二、模具绿色制造的内容与流程

（1）选择绿色的模具材料

模具材料的选择非常重要，材料是否属于绿色产品，对最后成型的模具影响深刻。考虑到对环境的污染问题，模具的材料要选择有害物质含量低的材料，以保证在加工过程中不会产生大量的有害物质。考虑到对资源的节约问题，模具材料要选择成本低、可回收的材料，或者选择可以重复使用、可以降解的材料。

（2）进行绿色模具设计

在设计模具的绿色制造时，首先要考虑模具的使用年限，寿命越长，相对成本越低，越节约制造资源。可以采用一模多形、一形多用、拼装等技术改进模具的结构，延长模具的使用寿命。其次，在绿色模具设计中要注重模具的标准化、系列化和规范化，可以提高模具的专业性，提高模具的质量，缩短制造周期，降低成本，也能促进模具的多次重复使用。

（3）采用绿色制造技术加工模具

在绿色制造技术方面，可以采用模具CAM/APP/CAD一体化。CAD技术能够节约设计图纸，并且可以对产品的刚度、强度、抗冲击度进行分析。模具的包装材料也应当采用绿色包装材料，选择无毒无公害的材料或者可以降解的材料。或者对模具进行从简包装，节省包装材料。

（4）绿色模具的维护和回收

由于模具的使用比较频繁，要对模具进行定期的维护。在维护中，要尽量减少使用具有腐蚀性的溶液，减少对模具的热处理，延长模具的使用寿命。当模具要彻底废弃时，要对模具展开合理有效的回收再利用，将可以使用的零件拆下来清洗以备重复使用，将可循环的材料进行再加工，将模具绿色制造纳入良性循环的轨道。

三、模具绿色制造技术的应用与发展

（1）高速干切削技术

将高速切削技术与干切削技术相结合，提取两者的优点，就形成了新兴的高速干切削技术。高速干切削技术弥补了高速切削技术和干切削技术的不足，提高了切削工艺的效率、精度和柔性。最主要的是高速干切削技术限制了切削液的使用，消除了切削液对环境带来的污染，符合绿色制造技术的要求。如果在模具绿色制造中使用高速干切削技术，有利于提高模具的制造效率，改善模具质量，降低传统的电火花技术对环境的污染。

（2）净成形技术

焊接、塑性、锻造等加工技术都可以进行成形制造。目前我国的成形制造正在向净成形方向发展。净成形是指在加工过程中，直接将材料制成工件形状。净成形技术加工的工件可以直接应用于产品，减少了原材料的浪费，降低了能源的消耗。在模具绿色制造中采用净成形技术也是未来发展的一个趋势。

（3）工艺模拟技术

在模具的热加工过程中，可以使用工艺模拟技术。工艺模拟技术主要用模拟的方式来确定最佳参数，包括物理模拟、数学模拟和专家系统合成。工艺模拟可以优化制造方案，预测加工缺陷，防止加工意外，控制工件的质量。一般的模拟软件可以在用户输入模具的基本几何参数之后，自动计算制造模具所需要的各个物理量，并将这些物理量反馈给用户。用户不再需要进行大量的试验来确定这些参数，只需要在模拟结果的基础上进行微调即可。毫无疑问，工艺模拟技术节约了材料、节省了设计者的时间、降低了模具制造成本。

四、总结

面对全球资源日渐匮乏和环境问题的逐渐严峻，绿色制造技术成为了制造业的主要发展方向。绿色制造技术能够提升经济效益、降低生产成本、缩短制造周期、减少环境污染、提高资源利用率。本文首先概括了模具绿色制造的基本概念，通过与传统模具制造技术相比较总结了模具绿色制造技术的特点。其次，详细介绍了模具绿色制造的内容与流程，包括对材料的选择、对模具的设计、加工以及维护、回收等。最后，分析了高速干切削技术、净成形技术、工艺模拟技术等模具绿色制造技术的应用与发展。

总之，在我国经济高速发展的时期，发展绿色制造技术，是社会发展必然的选择。笔者相信，模具绿色制造技术的应用与发展也必将为我国经济发展做出贡献。

参考文献：

[1]刘靖.浅谈绿色制造技术在模具制造中的应用[A].天津市电视技术研究会.天津市电视技术研究会2013年年会论文集[C].天津市电视技术研究会，2013：4.

[2]吕莹.绿色制造技术在模具中的应用分析[J].科技致富向导，2013，08：176.

[3]汪艺.绿色制造技术推动社会可持续发展——绿色制造技术论坛报道[J].制造技术与机床，2013，01：20-21.