2.模具CAD/CAM正朝著集成化、智能化和網絡化的方向發展。
軟件的功能模塊越來越齊全,各功能模塊采用相同的數據模型,實現了信息的全面管理和共享,支持模具設計、制造、裝配、檢驗、測試和生產管理的全過程。壹些系列化的軟件包括曲面/實體的幾何建模、復雜形狀的工程制圖、工業設計的高級渲染、模具設計的專家系統、復雜形狀的CAM、藝術造型和雕刻的自動編程系統、逆向工程系統和復雜形狀的在線測量系統等。模具的三維化、無紙化設計、分析和制造,使新壹代模具軟件能夠設計出具有立體感和直觀感的模具。所采用的三維數字模型可以方便地用於產品結構的CAE分析、模具可制造性評價、數控加工、成形過程模擬以及信息管理和共享。同時,隨著競爭、合作、生產和管理的全球化和國際化,以及計算機軟硬件技術的飛速發展,通過網絡將虛擬設計和敏捷制造技術應用於模具行業既有必要也有可能。
3.高速加工、硬銑和復合加工技術將對模具生產產生巨大影響。
隨著模具精密化和大型化的發展,加工精度超過1微米的超精密加工技術,結合電流收集、化學、超聲波和激光技術,在未來模具制造中具有廣闊的前景。高速加工可以使工件獲得光滑的表面,節省加工時間。典型的步距只有0.0254mm,而尖點只有0.001mm高。大多數高速加工的工件表面非常光滑,不需要裝配工進壹步加工。目前,加工工具的制造商熱衷於生產專門為高速加工設計的加工中心。在美國采用高速加工技術來減少或省略鉗工工序是壹種效益相當可觀的措施,這種技術在歐洲和日本也很流行。此外,用完全硬化的材料加工模具型腔是另壹個重要趨勢。主軸轉速高、刀具半徑小的輕切削形成足夠的扭矩,可用於加工硬度高達64HRC的金屬材料。因為不需要熱處理,所以常規熱處理後的回火和磨削來抵消熱處理引起的幾何變形也是不必要的。這項技術在日本備受青睞,現在在美國受到廣泛關註,並正在向歐洲擴散。
隨著各種新技術的迅速發展,國外出現了自動化模具加工系統。該系統由多臺機床組成,配有配套的定位夾具或定位盤、成套機床、刀具數控庫和數控柔性同步系統,並具有實時質量監控系統。
4.中國模具產品將向大型化、精密化、標準化方向發展。
壹方面,日益大型化的模具零件和為提高生產效率而發展的“壹模多腔”導致模具日益大型化;另壹方面,電子信息產業和醫藥的快速發展帶來了零件的小型化和精密化,部分模具的加工精度公差要求在1 μ m以下,此外,多功能復合模也將得到進壹步發展。新型多功能復合模除沖壓件外,還承擔層壓、攻絲、鉚接、鎖緊等裝配任務,生產效率將進壹步提高。
國外發達國家模具標準件覆蓋率壹般在80%左右。隨著我國模具工業的發展,模具標準化工作將得到加強,模具標準化程度將進壹步提高,模具標準件的應用和生產將在“十壹五”期間得到較大發展。
5.熱流道、氣輔模具和高壓註射成型技術將進壹步發展。
采用熱流道技術的模具可以提高生產率和零件質量,並且可以大大節約原材料。國外很多塑料模具廠生產的塑料模具50%以上采用熱流道技術,有的達到80%以上,效果明顯。氣體輔助註射成型具有註射壓力低、制品翹曲變形小、表面質量好、容易形成壁厚差異大的制品等優點,在保證產品質量的前提下,可以大大降低成本。高壓註塑可以迫使樹脂收縮,增加塑料件的尺寸穩定性;此外,註射壓縮成型技術可以使成型件的局部內部應變較小,可以獲得縮孔少的厚壁成型件,還可以將樹脂註射到塑料件的狹窄部位,用較小的註射力就可以獲得優良的產品。這些技術正在逐步推廣使用。
6.快速經濟模具的前景非常廣闊。
隨著多品種小批量生產時代的到來,人們要求模具的生產周期越短越好,因此快速、經濟的模具將有廣闊的發展前景。預計在21世紀,工業化生產的比例將達到75%以上,如使用各種超塑材料制作模具,使用環氧、聚酯或填充金屬、玻璃等增強體制作簡單模具。快速經濟型模具主要有快速原型技術、表面成形技術、鑄造技術、冷擠壓和超塑成形技術、無模多點成形技術、KEVRON鋼帶沖裁技術、模具毛坯快速制造技術等。
7.高質量的模具材料和先進的表面處理技術將進壹步受到重視。由於選擇和材料不當,模具會過早失效,占失效模具的45%以上。因此,選擇優質鋼並應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命,提高鋼的純凈度、各向同性、密度和均勻性,開發更高性能或特殊性能的模具鋼,發展模具鋼品種和規格,拓展硬質合金、陶瓷材料等其他優質模具材料,是非常重要的。采用鋁合金作為模具材料,縮短模具制造周期,降低模具成本,將在快速經濟模具中得到迅速發展。
模具表面處理的主要趨勢是:從單壹元素浸滲到多元浸滲和復合浸滲,從壹般擴散到CVD、PVD、PCVD、離子浸滲、離子註入等。可用的塗層有TiC、TiN、TiAlN、CrN、Cr7C3、W2C等。同時,熱處理手段也從常壓熱處理發展到真空熱處理。目前,激光強化、輝光離子滲氮和電鍍(刷鍍)防腐強化技術也越來越受到重視。