模具装备制造业作为国民经济发展的基础性和战略性产业起着举足轻重的作用,模具制造技术已成为现代制造技术的重要组成部分。现代模具制造技术政权朝着加快信息驱动、提高制造柔性、敏捷化制造及系统化集成的方向发展。在当前形势下,中国要实现“制造”到“创造”的转变,要从以下6个方面着手。
1、先进的快速模具制造技术
激光快速成型技术(RPM)发展讯速,我国已达到国际水平,并逐步实现商品化。世界上已经商业化的快速成形工艺主要有SLA(立体光刻)、LOM(分层分体制造)、SLS(选择性激光烧结)、3D-P(三维印刷)。
清华大学最先引进了美国3D公司的SLA250(立体光刻或称光敏树脂激光固化)设备与技术并进行开发研究,经几年努力,多次改进,完善、推出了“M-RPMS-型多功能快速原型制造系统”(拥有分层实体制造-SSM、熔融挤压成型-MEM),这是我国自主知识产权的世界唯一拥有两种快速成形工艺的系统(国家专利),具有较好的性能价格比。
2、电火花铣削和“绿色”产品技术
从国外的电加工机床来看,不论从性能、工艺指标、智能化、自动化程度都已达到了相当高的水平,目前国外的新动向是进行电火花铣削加工技术(电火花创成加工技术)的研究开发,这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术,它是用高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样),因此不再需要制造复杂的成型电极,这显然是电火花成形加工领域的重大发展。
目前,电火花加工机床的主要问题是辐射骚扰,因为它对安全、环保影响较大,在国际市场越来越重视“绿色”产品的情况下,作为模具加工的主导设备电火花加工机床的“绿色”产品技术,将是今后必须解决的难题。
3、新一代模具CAD/CAM软件技术
目前,英、美、德等国及我国一些高等院校和科研院所开发的模具软件,具有新一代模具CAD/CAM软件的智能化、集成化、模具可制造性评价等特点。
模具可制造性评价功能在新一代模具软件中的作用十分重要,既要对多方案进行筛选,又要对模具设计过程中的合理性和经济性进行评估,并为模具设计者提供修改依据。
在新一代模具软件中,可制造性评价主要包括模具设计与制造费用的估算、模具可装配性评价、模具零件制造工艺性评价、模具结构及成形性能的评价等。新一代软件还应有面向装配的功能,因为模具的功能只有通过其装配结构才能体现出来。采用面向装配的设计方法后,模具装配不再是逐个零件的简单拼装,其数据结构既能描述模具的功能,又可定义模具零部件之间相互关系的装配特征,实现零部件的关联,因而能有效保证模具的质量。
4、镜面抛光的模具表面工程技术
模具抛光技术是模具表面工程中的重要组成部分,是模具制造过程中后处理的重要工艺。目前,国内模具抛光至Ra0.05μm的抛光设备、磨具磨料及工艺,可以基本满足需要,而要抛至Ra0.025μm的镜面抛光设备、磨具磨料及工艺尚处摸索阶段。随着镜面注塑模具在生产中的大规模应用,模具抛光技术就成为模具生产的关键问题。由于国内抛光工艺技术及材料等方面还存在一定问题,所以如傻瓜相机镜头注塑模、CD、VCD光盘及工具透明度要求高的注塑模仍有很大一部分依赖进口。
5、现场化的模具检测技术
精密模具的发展,对测量的要求越来越高。精密的三坐标测量机,长期以来受环境的限制,很少在生产现场使用。新一代三座标测量机基本上都具有温度补偿及采用抗振材料,改善防尘措施,提高环境适应性和使用可靠性,使其能方便地安装在车间使用,以实现测量现场化的特点。
6、高速铣削:第三代制模技术
高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量,而且与传统的切削加工相比具有温升低(加工工件只升高3℃),热变形小,因而适合于温度和热变形敏感材料(如镁合金等)加工;还由于切削力小,可适用于薄壁及刚性差的零件加工;合理选用刀具和切削用量,可实现硬材料(HRC60)加工等一系列优点。