快速模具制造技术的现状及其发展趋势

【摘 要】快速成形与制造作为快速模具制造的基础技术，在近些年来已经取得了不小的进展，推动了快速模具制造技术的快速发展。本文主要介绍了快速模具制造技术的概况以及我国目前快速模具制造技术的应用现状及发展趋势。

【关键词】模具制造技术；现状；发展趋势

前言

快速成形与制造是一个复合型的技术，它涵盖的范围十分广泛，包含了激光学、计算机控制技术等许多目前先进的科学技术。目前已经应用于我国制造行业的方方面面，为实现国内制造也的产品快速规模化生产提供了基础。快速形成与制造技术的飞速发展推动了以快速形成与制造技术为基础的快速模具制造技术的发展。快速模具制造技术是目前国内制造行业进行快速设计，迅速实现规模化生产的主要手段。能够为制造行业提供新的动力，带来可观的经济效益，应用前景十分广阔。

1、快速模具制造技术概述

快速模具制造技术是一门新兴的模具制造技术，其发展对于制造业来说，是一个新的里程碑。该技术在多个行业都可以应用，如应用于汽车行业的制造，家电行业的生产，等等，多数的电器机械行业都有应用[1]。该技术主要是在汽车行业应用普遍，在进行相关零件的制作和分析时，都可以用到。快速模具制造技术在制造一些金属性的模具时，能够达到高效快速的效果，采用该技术，能够在很大程度上提高企业的经济效益。有研究资料表明，该技术被认为是在新时期发展的世界重大技术之一，被全球广泛关注。

随着市场需求的不断增加，多变的产品市场对于制造行业的多变性也有了新的要求。只有迅速且不断设计出满足市场需求的产品，并且形成规模化生产，才能够增加制造企业的竞争活力，才能够在变换的市场需求中取得可观的效益。目前国内的的快速模具制造技术已经研究出了许多的RNT快速模具制造方法。总的来说可以大致分为直接法和间接法。其中直接法是通过CAD技术绘制模具并计算相关数据，然后通过RP系统直接制造出所需要的模具；而间接法则是利用CAD技术绘制计算数据后，利用RP系统制作出模具快速原型或者其它实物模型来间接复制金属模具的方法[2]。两种方法各有优劣，但是直接法对于模型制造时的尺寸以及性能等数据要求十分精确，使得在直接制造模具上难以形成快速有效的成果，所以直接法还有待进一步深入研究，再加以应用。目前使用最多的是较为成熟的间接法。

2、快速模具制造技术的现状及其发展趋势

目前国内快速模具制造的主要方法为直接制模法和间接制模法两种。这两种方法在制造过程中的工艺以及目前的技术成熟度各不相同，其中间接制模法技术较为成熟，在制造行业应用也比较广泛。

2.1直接法工艺与研究概述

直接制模法相对而言在发展潜力上还是十分有优势的。因为直接法主要是通过RP系统直接将CAD图纸中模具的各种数据精确的体现在制作出的模具上，将模具直接制造出来。这种方法制作周期比间接法短很多，也就节约了生产成本而且在模具精度和性能上能够保持稳定，能够提高生产出的模具的耐久和质量，潜力巨大。但是由于目前国内的研究技术的限制，在生产过程中对于模具表面的精度难以掌握，性能难以达到稳定的要求，使得直接法不能够满足大批量的生产需求。目前国内使用的比较成熟的直接制模法主要有激光烧结法、热源的熔积法和三维打印法这几种[3]。其中激光烧结主要利用激光为热源进行模具成型；热源的熔积法主要通过等离子法进行制造；三维打印法主要是利用喷射成型。由于这几种方法的基础都是堆积成型原理，因此在模具制造过程中会产生表面阶梯效应，使得部分模具难以保持极高的精度和符合要求的表面耐久，因此难以大规模的应用，目前也只能够在金属零件方面取得一些成就。

2.2直接法工艺与研究概述

间接制模法相对于直接制模法更为成熟一些，它能够使用RP系统利用CAD图中的数据，制作出模具快速原型或者其它实物模型来间接复制金属模具。目前所使用的间接制模法主要包括粉末烧结、电铸、铸造和熔射等方法。间接法相比于直接法应用更加广泛，因其对于工艺过程的要求没有直接法那么高，操作起来就十分的方便，能够大批量制造，适应市场的需求变化。但是通过这些方法生产的模具尺寸精度不高，制作时间较长，综合性能也不高。有的方法还需要配备污染处理装置，成本较高。而且虽然目前间接法比直接法更加具有实用性，应用范围也更广，但是因为受环境和材料的影响，导致模具综合性能较差，不是今后快速模具制造发展的主要方向。

开发尺寸精确，性能良好，工艺简洁的模具制造方法是快速模具制造技术发展的必然趋势。深入研究直接制模法符合快速模具制造技术发展的趋势。提高模具表面质量和尺寸精度，提高模具耐久性，直接快速的制造形状复杂综合性能高的模具是我们要集中精力研究的重点。

2.3快速模具制造技术面临的问题及其发展趋势

模具制造方法决定了制造企业的市场竞争活力，加速模具制造技术的发展才能够和企业的发展形成良性循环。目前国内快速模具制造技术虽然取得了一些进展，制造方法也有一些开始逐渐成熟，但还是面临着一些问题：首先是快速软模及陶瓷等模具的使用范围受到限制，技术不够成熟。其次是目前占主导地位的金属模具的快速制造主要是由间接制模法和直接制模法两种方法生产。间接制模法虽然较为实用，但是缺点也十分多。它主要受到制造环境和材料的影响，制造的模具精确度不高，综合性能较差；而直接制模法虽然在模具精度和综合性能上优势十分明显，但是由于技术成熟度不高，多采用堆积成型的方法，难以有效控制模具精度和表面质量。

快速模具制造技术作为一门新兴的高新技术，在时代快速发展的今天，各大企业对模具的制造水平的要求也越爱越高，以期在市场竞争中占有优势，大力发展企业竞争力。由此可见，研究一种能够高效的低成本的进行模具设计制造有很大的市场潜力。增加快速模具制造技术方面的技术资金投入，深入研究模具制造的方法。形成能够精确控制的，综合性能高的，生产工艺简单的快速制模新方法是目前快速制模技术发展的必然趋势，也是制造行业发展的关键。

3、结束语

由于模具制造技术在制造业中起到十分关键的作用，因此国内的制造行业对于快速模具制造技术也格外关注，在快速模具制造技术方面的研究投入不断增加。目前快速模具制造技术还不够成熟与完善，对于直接法的应用研究还没有取得较大的进展。虽然间接制模法相比于直接制模法操作更加方便，应用更加广泛。但是因为环境和材料技术的影响，在制造过程中难以保证模具的精确度。只有深入研究直接法，将其应用范围扩大，开发出尺寸和性能等数据精确稳定的模具制造工艺，才能够促进国内快速模具制造行业取得新的进展。

参考文献

[1]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，2006，（6）：86-89.

[2]黄杰东.快速模具制造技术[J].四川职业技术学院学报，2006，11（4）：106-108.

[3]李大鑫，张秀棉.模具技术现状与发展趋势综述[J].模具制造，2005（2）：1-2.

作者简介

张秀国，1974年1月，男，浙江台州黄岩中学二级实习指导本科。