來(lái)源:熱恒熱流道
市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,促使工業(yè)產(chǎn)品越來(lái)越向多品種、小批量、高質(zhì)量、低成本的方向發(fā)展,于是對(duì)成型各種產(chǎn)品的關(guān)鍵工藝裝備——模具的要求就更高。一方面企業(yè)為追求規(guī)模效益,使得模具向著高速、精密、長(zhǎng)壽命方向發(fā)展;另一方面企業(yè)為了滿(mǎn)足多品種、小批量、產(chǎn)品更新?lián)Q代快、迅速贏得市場(chǎng)的需要,要求模具向著制造周期短、成本低的快速經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。工業(yè)生產(chǎn)中先進(jìn)技術(shù)的出現(xiàn),使得在塑料模具快速經(jīng)濟(jì)制模如虎添翼,應(yīng)用范圍不斷拓寬,類(lèi)型不斷增多,創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益越來(lái)越顯著。
1、計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)
1.1 CAD技術(shù)
近年來(lái)模具CAD軟件以美國(guó)UGS公司針對(duì)注射模推出了注射模設(shè)計(jì)向?qū)?MoldWizard)和Pro/E為代表。注射模設(shè)計(jì)向?qū)橛脩?hù)提供注射模設(shè)計(jì)環(huán)境、工具和相關(guān)知識(shí),以及豐富的標(biāo)準(zhǔn)化的模架庫(kù)、零件庫(kù)和嵌件庫(kù)等,用戶(hù)可以選擇軟件提供的標(biāo)準(zhǔn)模架或靈活方便地建立適合自己的標(biāo)準(zhǔn)模架庫(kù),多種形式的動(dòng)、定模結(jié)構(gòu)中,采用參數(shù)化的方式設(shè)計(jì)澆口套、拉料桿、斜滑塊等通用件,然后設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)和冷卻系統(tǒng),完成模具的總裝,而實(shí)現(xiàn)從塑件到模具的快速設(shè)計(jì)過(guò)程。用戶(hù)利用UG軟件可實(shí)現(xiàn)塑料注塑模從設(shè)計(jì)到數(shù)控加工成型的全過(guò)程,實(shí)習(xí)那模具設(shè)計(jì)的3D化,減少模具設(shè)計(jì)制造周期時(shí)間,大大提高效率。
1.2 CAE技術(shù)
塑料模具工業(yè)中CAE軟件以MoldFlow軟件為代表,其注塑成型模擬分析模塊(簡(jiǎn)稱(chēng)MPI)在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注塑過(guò)程進(jìn)行模擬分析,包括填充、保壓、冷卻、翹曲、纖維取向、結(jié)構(gòu)應(yīng)力和收縮,以及氣體輔助成型分析等,使設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)階段就找出未來(lái)產(chǎn)品可能出現(xiàn)的缺陷,提高一次試模的成功率。設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)完產(chǎn)品后,運(yùn)用產(chǎn)品優(yōu)化顧問(wèn)模塊(簡(jiǎn)稱(chēng)MPA)模擬分析,在很短的時(shí)間內(nèi),就可以得到優(yōu)化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案,并確認(rèn)產(chǎn)品表面質(zhì)量。其注塑成型過(guò)程控制專(zhuān)家模塊(簡(jiǎn)稱(chēng)MPX),集軟硬件為一體的注塑成型品質(zhì)控制專(zhuān)家,可以直接與注塑機(jī)控制器相連,可進(jìn)行工藝優(yōu)化和質(zhì)量監(jiān)控,自動(dòng)優(yōu)化注塑周期、降低廢品率及監(jiān)控整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。在注塑成形中將CAD和CAE技術(shù)交互使用,可以減少設(shè)計(jì)者對(duì)經(jīng)驗(yàn)的依賴(lài)程度,提高一次試模的成功率,大大縮短模具設(shè)計(jì)時(shí)間,并簡(jiǎn)化模具制造切削加工工藝,對(duì)注塑機(jī)的注射過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化和質(zhì)量控制,降低成本,提高效率。
2、逆向工程
傳統(tǒng)的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)通常是從概念設(shè)計(jì)到圖樣,再制造出產(chǎn)品,我們稱(chēng)之為正向工程,而相對(duì)而言,逆向工程(ReverseEngineering,RE)起源于精密測(cè)量和質(zhì)量檢測(cè),是設(shè)計(jì)下游想設(shè)計(jì)上游反饋信息的回路,主要是通過(guò)3D數(shù)字化測(cè)量?jī)x或光學(xué)設(shè)備(三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)或激光掃描儀)對(duì)物理原物進(jìn)行掃描,獲得點(diǎn)云數(shù)據(jù),再通過(guò)相應(yīng)的處理軟件轉(zhuǎn)變?yōu)榍娴倪^(guò)程。逆向工程的具體技術(shù)流程是:利用測(cè)量?jī)x準(zhǔn)確、快速的量取樣品表面點(diǎn)數(shù)據(jù)或輪廓線數(shù),對(duì)采集的點(diǎn)云進(jìn)行多視圖點(diǎn)云拼合、過(guò)濾、精簡(jiǎn)等點(diǎn)數(shù)據(jù)處理過(guò)程,由已存在的點(diǎn)創(chuàng)造曲線,檢查、修改曲線的曲線處理過(guò)程,由點(diǎn)、線成面的曲面處理過(guò)程,考慮被測(cè)物對(duì)機(jī)構(gòu)引起的綜合軌跡誤差、曲線擬合誤差等因素的誤差分析修改過(guò)程(可由逆向設(shè)計(jì)軟件如imagewave完成)。再傳至CAD/CAM系統(tǒng),再由CAD系統(tǒng)傳至CNC加工機(jī)床或快速成型機(jī)來(lái)制造工件或模具
3、熱流道技術(shù)近年來(lái),熱流道系統(tǒng)在中國(guó)注塑模具制造業(yè)逐漸推廣和使用,國(guó)內(nèi)一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置,少數(shù)企業(yè)采用高難度閥式熱流道裝置,但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%,與國(guó)外的50%~80%相比遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。所以,進(jìn)行熱流道注射模具經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性綜合開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,具有廣泛發(fā)展前景。熱流道技術(shù)以無(wú)可比擬的優(yōu)越性解了冷流道中無(wú)法解決的問(wèn)題,主要體現(xiàn)在改善制品的質(zhì)量、節(jié)約原材料(對(duì)熱固性塑料注射成型尤為重要)、避免采用三板式模具結(jié)構(gòu)、降低注射壓力和注射量等方面。
針閥式多腔熱流道。該系統(tǒng)是通過(guò)采用閥針控制裝置的作用下,在預(yù)定的時(shí)刻以機(jī)械運(yùn)動(dòng)的方式來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉澆口。這種類(lèi)型的熱流道系統(tǒng)可人為控制澆口開(kāi)關(guān)時(shí)間、澆口光滑平整、可擴(kuò)大熱流道技術(shù)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域等。近年來(lái)國(guó)際上各主要汽車(chē)公司均采用閥式熱流道,結(jié)合模具內(nèi)多色共注工藝來(lái)生產(chǎn)整體車(chē)燈燈罩。因燈罩是透明產(chǎn)品,澆口必須光滑平整以滿(mǎn)足美觀要求,只有使用閥式澆口熱流道才能實(shí)現(xiàn)。另外一些汽車(chē)零件在成型后需要噴涂著色,如果在這些零件上有注塑成型熔合線,那么著色后零件的色澤就會(huì)不一樣且無(wú)法滿(mǎn)足質(zhì)量要求。為必要
此類(lèi)問(wèn)題的產(chǎn)生,許多汽車(chē)零件供應(yīng)商采用一種基于閥式熱流道的順序開(kāi)關(guān)澆口的生產(chǎn)工藝,來(lái)徹底消除零件上的熔合線問(wèn)題。在醫(yī)療領(lǐng)域,醫(yī)療用塑料零件澆口質(zhì)量要求極為嚴(yán)格,不可有尖利凸起等,此種情況下,也只有依靠閥式澆口流道系統(tǒng)來(lái)提高澆口質(zhì)量。
4、氣體輔助成形
氣體輔助注射成形在90年代作為了一項(xiàng)成功的技術(shù)進(jìn)入了實(shí)用階段,在西方發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家推廣應(yīng)用,并在我國(guó)的家電行業(yè)獲得成功的應(yīng)用。在21世紀(jì),氣輔成形將成為塑料加工行業(yè)廣泛應(yīng)用的新興工業(yè)技術(shù)。氣體注射系統(tǒng)是把惰性氣體(通常是N2)經(jīng)由壓力或體積控制系統(tǒng)直接注入模腔的熔融塑料內(nèi),使塑料內(nèi)部膨脹而造成中空,但仍然保持產(chǎn)品表面的外形完整無(wú)缺。有節(jié)省原料(約省50%)、降低注塑機(jī)的鎖模力(可降低60%)、對(duì)某些塑料產(chǎn)品的模具可采用鋁合金材料等顯著優(yōu)點(diǎn)。如電視機(jī)前殼塑件的成型工藝,可通過(guò)采用氣體輔助注射成形工藝,解決和消除產(chǎn)品表面縮痕問(wèn)題,提高模具的使用壽命和縮短產(chǎn)品生產(chǎn)成型周期,提高生產(chǎn)率。
5、微注射成形技術(shù)
隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的發(fā)展,微型注射制件在光電通訊,影像傳輸,生化醫(yī)療,信息存儲(chǔ),精密機(jī)械,插頭式光纖連接器,醫(yī)學(xué)用微量泵,內(nèi)窺鏡零件,旋轉(zhuǎn)傳感器中的衍射光柵以及微齒輪等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,并以每年20%的速度在增長(zhǎng)。德國(guó)的Battenfeld公司、Boy公司、日本的 Sodick公司和美國(guó)的Murray等公司為代表的注塑機(jī)生產(chǎn)商,先后研發(fā)了各種不同類(lèi)型的微型注塑機(jī),其螺桿直徑小可達(dá)Φ5mm,注射容量只有幾立方厘米甚至零點(diǎn)幾立方厘米。隨著微系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展及對(duì)微小塑件需求的日益增長(zhǎng),微注塑成型技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)如下趨勢(shì):
(1)在微注塑選材時(shí),不但要考慮制件的精度要求,還要考慮到材料的可模塑性和脫模性能。
(2)微注塑成形注射量小,需新的材料塑化方式,解決熔體質(zhì)量,流動(dòng)性等問(wèn)題。
(3)微注塑成型型腔小,模溫難以控制,需要探索新的方式解決此難題。
(4)需開(kāi)發(fā)適合微注塑成型技術(shù)的數(shù)值模擬軟件。
6、結(jié)語(yǔ)
傳統(tǒng)的、宏觀上的注塑成形技術(shù)理論及工藝已發(fā)展的比較成熟,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,塑料制品從民用到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和交通等行業(yè)發(fā)展。對(duì)制品質(zhì)量的要求越來(lái)越高,對(duì)注塑設(shè)備及技術(shù)提出了更高的要求。注塑設(shè)備和技術(shù)開(kāi)始向高速高效化、自動(dòng)化、專(zhuān)業(yè)化、微小化、精密化方面發(fā)展。我國(guó)在塑料模具的一些先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展還很緩慢,所以,振興模具行業(yè),發(fā)展先進(jìn)的成型技術(shù)是十分必要的,對(duì)提高中國(guó)產(chǎn)品的質(zhì)量有重要作用。