浅析塑料模具的发展及应用.docx

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浅析塑料模具的发展及应用

浅析塑料模具的发展趋势与应用

摘要

现代模具工业素有“工业之母”之称，是以特定的结构形式通过一定的方式使材料成形为制品的工具产品，是工业生产的基础工艺装备，是国民经济的基础工业。

模具工业是机械工业和高新技术产业的重要组成部分。

作为工业生产基础工艺装备的模具，以其生产制件所表现的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产效率和低耗能耗材，越来越引起各级政府和国民经济各产业的重视。

目前，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一，是十分重要的装备工业。

本论文从模具工业其中的一大类—塑料模具入手，阐述了我国塑料模具近年来的重大发展，又从几个方面来说明与国外先进水平和市场的差距，最后提出了塑料模具企业的发展方向，技术发展趋势和塑料模具在各行中的应用情况。

关键词：

塑料模具，发展现状，趋势

Abstract

Modernmold&dieindustryis"themotherofindustry",isaspecialstructuralformthroughcertainwayformingmaterialforproductstoolsproducts,industrialproductionisthebasisofprocessequipment,isthefundamentalindustryofnationaleconomy.Moldindustryisthemachineryindustryandhigh-techindustryisanimportantpartof.Industrialproductionasbasictechnicalequipmentmold,withitsproductionofpartsbytheperformanceofthehighaccuracy,highcomplexity,highconsistency,highproductionefficiencyandlowenergysupplies,increasinglycausedvariousgovernmentandnationaleconomyeachindustryattention.

Atpresent,dietechnologyhasbecomethemeasureofacountry'slevelofproducingoneofimportantsigns,itisveryimportantforindustrialequipment.Thispaperfromthemoldindustryforalargeclassofplasticmoldproceedwith,elaboratedourcountryplasticmouldinrecentyearssignificantprogress,andfromseveralaspectstoexplainwithforeignadvancedlevelandthemarketgap,finallyproposedtheplasticmoldthedevelopmentdirectionoftheenterprise,thetechnologydevelopmenttrendandplasticmoldintheapplication.

KeyWords：

Plasticmold,developmentstatus,trend

目录

1引言1

2塑料模具简介1

2.1塑料模具的定义1

2.2塑料模具的分类1

3我国塑料模具的发展2

3.1CAD/CAM/CAE技术的应用2

3.2电子信息工程技术的应用2

3.3气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟3

3.4热流道技术的应用更加广泛3

3.5精密、复杂、大型模具的制造水平有了很大提高3

3.6模具寿命不断提高3

3.7模具效率不断提高4

3.8采用模具先进加工技术及设备4

4我国塑料模具的差距4

4.1塑料模具产品水平4

4.2工艺装备水平5

4.3开发能力及经济效益等方面5

4.4管理及其他方面5

4.5产需矛盾5

5塑料模具的主要发展趋势6

5.1协同创新设计将成为模具设计的主要方向6

5.2模具制造信息将更加丰富，制造过程将更有效6

5.3激光技术的应用日益受到重视7

5.4模具高速扫描及数字化系统将在逆向工程中发挥更大作用7

5.5优质材料及先进表面处理技术将进一步受到重视8

5.6模具CAD技术应用的ASP模式,将成为发展方向8

6塑料模具在生产生活中的应用8

7总结9

致谢11

1引言

模具工业是国民经济的基础工业，发达国家有“模具工业是进入富裕社会的源动力”之说，可见其受重视之程度，当今“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所接受。

我国模具行业近年来发展很快，据不完全统计[1]，目前模具生产厂点共有2万多家，从业人员约50万人，全年模具产值约360亿元，总量供不应求，出口约2亿美元，进口约10亿美元。

当前，我国模具行业的发展具有如下特征：

大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于行业总体发展水平；塑料模和压铸模成比例增长；专业模具厂家数量及其生产能力增加较快；“三资”企业及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。

从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。

目前发展最快、模具生产最集中的省份是广东和浙江，其模具产值约占全国总产值的60%以上[2]。

我国模具总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等发达国家，模具商品化和标准化程度也低于国际水平。

现就我国塑料模具工业技术的发展、现状和发展趋势进行综述。

2塑料模具简介

2.1塑料模具的定义

塑料模具是塑料加工工业中和塑料成型机配套，赋予塑料制品以完整构型和精确尺寸的工具。

塑料模具是由塑料、橡胶、金属、粉末、玻璃、玻璃钢等模具材料经加工设备加工而成的基础工艺装备，属于生产过程中的中间产品，用于最终产品的生产。

2.2塑料模具的分类

按照我国国家标准《全国工农产品（商品、物资）分类与代码》（GB7635-87）,模具共分10大类6小类。

塑料模具是其中的一个大类。

按照成型方法的不同，可以划分出对应不同工艺要求的塑料加工模具类型，主要有注射成型模具、挤出成型模具、吸塑成型模具、高发泡聚苯乙烯成型模具等。

根据加工精度不同，最终可将模具统分为普通精度模具和精密模具两大类，一般认为，模具误差在±2μm内的即可称为精密模具。

3我国塑料模具的发展

塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的，在我国，起步较晚，但发展很快，特别是最近几年，无论在质量、技术和制造能力上都有很大发展，取得了很大成绩。

这可以从下列几个方面来看。

3.1CAD/CAM/CAE技术的应用

现在CAD/CAM/CAE技术在塑料模的设计制造上应用已越来越普遍，特别是CAD/CAM技术的应用较为普遍，取得了很大成绩。

目前，使用计算机进行产品零件造型分析、模具主要结构及零件的设计、数控机床加工的编程等已成为精密、大型塑料模具设计生产的主要手段。

一些塑料模具主要生产企业利用计算机辅助分析（CAE）技术对塑料注塑过程进行流动分析、冷却分析、应力分析等，合理选择浇口位置、尺寸、注塑工艺参数及冷却系统的布置等，使模具设计方案进一步优化，也缩短了模具设计和制造周期。

目前在国内应用的主要软件有美国PTC公司的CAD/CAE/CAM集成化系统PRO/ENGINEER、美国EDS公司的CAD/CAM软件UG-Ⅱ[3]、法国MATRA-DATAVISION公司的集成化软件、美国SOLIDWORKS公司的SOLID-WORKS软件、美国CV公司的CADDS5软件、美国SDRC公司集成化CAD/CAE/CAM软件、英国DELCAM公司CAD/CAM软件DUCT、以色列CIMATRON公司的三维CAD/CAM软件CIMA-TRON、美国AC-TECH公司的注塑模CAE分析软件C-MOLD、澳大利亚MOLDFLOW公司的注塑模CAE分析软件MF[4]，国内华中理工大学模具技术国家重点实验室的注塑模CAD/CAE/CAM集成化系统HSC3.1、北京航空航天大学软件工程研究所的CAD/CAM软件CAXA和郑州大学注塑模CAE分析软件Z-MOLD等。

3.2电子信息工程技术的应用

应用电子信息工程技术进一步提高了塑料模具的设计制造水平。

国内一些主要的塑料模具生产企业已经实现了通过客户提供的产品三维信息盘片和网上产品电子信息来进行预算、报价、设计审定、设计更改等，这不仅缩短了生产前的准备时间，而且还为扩大模具出口创造了良好的条件。

由于直接利用了用户提供的产品电子信息，大大缩短了CAD/CAM的技术准备时间，也相应缩短了模具的设计和制造周期。

3.3气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟

几年前还是刚刚开始应用的气体辅助注射成型技术近年来发展很快，更趋成熟。

目前，不少企业已能在电视机外壳、洗衣机外壳、汽车饰件以及一些厚壁塑料件的模具上成功地运用气辅技术，一些厂家还使用C-MOLD气辅软件，取得了良好效果[5]。

3.4热流道技术的应用更加广泛

近年来，热流道技术发展很快，热流道模具比例不断提高。

虽然在全国范围来说，热流道模具比例仍旧不高，但也有些模具企业，热流道模具已占其模具生产总量的1/3左右。

现在，一般内热式、外热式元件以及分流板多点热喷嘴的结构应用已比较普遍，具有先进水平的针阀式喷嘴和通断控制式喷嘴国内也能自行设计制造。

与此相应，国产商品化热流道系统元件也已出现。

3.5精密、复杂、大型模具的制造水平有了很大提高

目前，国内生产的小模数塑料齿轮等精密塑料模具已达到国外同类产品水平。

在齿轮模具设计中采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型压缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线造型要求。

显示管隔离器注塑模、多注射头塑封模、高效多色注射塑料模、纯平彩电塑壳注塑模、洗衣机滚筒注塑模、塑料管路三通接头注塑模、汽车灯及汽车饰件注塑模、冰箱吸塑发泡模等一大批精密、复杂、大型模具的设计制造水平也已达到或接近国际水平。

使注塑件尺寸精度达到6~7级的塑料模具国内已可生产，其分型面接触间隙为0.02mm，模板的弹性变形为0.05mm，型面的表面粗糙度为Ra=0.05mm~0.025mm。

使用CAD三维设计、计算机模拟注塑成形、有些模具零件达到互换、抽芯脱模机构设计新颖等，对精密、复杂模具的制造水平提高起到了很大作用。

20吨以上的大型塑料模具的设计制造也已达到相当高的水平。

34英寸彩电塑壳和48英寸背投电视机壳模具，6.5kg洗衣机塑料模具、汽车保险杠和整体仪表盘的注塑模等大型模具，国内都已可生产。

国内最大的塑料模具已达50吨。

3.6模具寿命不断提高

通过采用优质模具钢、对模具工作零件进行相应的热处理、采用高质量模架再镶入淬火工具钢件等结构，近年来模具寿命不断提高，非淬火钢模寿命可达10~30万次，淬火钢模达50~100万次，因此，交货期较以前缩短，但与国外相比仍有较大差距[6]。

3.7模具效率不断提高

挤出速度达2.5m/min以上的高速塑料异型材挤出模国内已能商品化供应。

双腔共挤、多腔注塑（塑封膜已达600腔）、采用热流道技术等使模具效率不断提高。

不少企业在自动脱模（脱流道）方面精心设计，同时更加重视冷却系统的设计，使模具的效率大幅度