1.2 注塑模具应用与发展

模具是现代化工业生产的重要工艺装备，被称为“工业之母”。而注塑模具又在整个模具工业中一枝独秀，发展极为迅速，在汽车、航空航天、通信电子、家用电器等领域有着极为广泛的应用。

注塑模具的发展受到两方面的制约：一方面是模具的设计与制造技术；另一方面是注塑成形工艺条件。前者影响模具的加工制造水平，后者影响模具的使用性能。所以讨论注塑模具的发展趋势，必然要考虑到模具制造水平和注塑成形工艺水平的进步。

1.2.1 先进制造技术与注塑模具

质量、成本（价格）、时间（工期）已成为现代工程设计和产品开发的核心因素，现代企业大都以高质量、低价格、短周期为宗旨来参与市场竞争。先进制造技术的出现正急剧改变着制造业的产品结构和生产过程，对模具行业也是如此。模具行业必须在设计技术、制造工艺、生产模式等方面加以调整以适应这种要求。

1. 注塑模具的可视化设计

对产品设计的要求是快速、准确。随着软件技术的发展，三维设计（3D）使模具实现了可视化、面向装配的设计。模具由二维设计（2D）到三维设计（3D）实现了模具设计技术的重大突破：

① 模具三维设计直观再现了未来加工出的模具本体，设计资料可以直接用于加工，真正实现了CAD/CAM一体化和少、无图样加工；

② 模具三维设计解决了二维设计难于解决的一系列问题，如干涉检查、模拟装配、CAE等；

③ 模具三维设计能对模具的可制造性加以评价，大大减少了设计失误。

2. 注塑模具的快速制造

（1）基于并行工程的模具快速制造

近些年来，为满足工期的要求，模具企业大都在自觉与不自觉中应用“并行”的概念来组织生产、销售工作，并行工程应用的明确提出是对现有模具制造生产模式的总结与提高。并行工程、分散化网络制造系统为模具快速制造提供了有效的实施平台。

并行工程的基础是模具的标准化设计。标准化设计由三方面要素组成：统一数据库和文件传输格式是基础；实现信息集成和数据资源共享是关键；高速加工等先进制造工艺是必备的条件。

（2）应用快速原型技术制造快速模具（RP+RT）

在快速原型（Rapid Prototyping，RP）技术领域中，目前发展最迅速、产值增长最明显的就是快速模具（Rapid Tooling，RT）技术。应用快速原型技术制造快速模具（RP+RT），在最终生产模具之前进行新产品试制与小批量生产，可以大大提高产品开发的一次成功率，有效地缩短开发时间和降低成本。这就是RP+RT技术产生的根本原因，也是其赖以发展的动因，目前它已成为RP技术的一个新的研究热点，也是RP技术最重要的应用领域之一。

（3）高速切削技术的应用

高速切削（High Speed Machining，HSM）在模具领域的应用主要在加工复杂曲面。其中，高速铣削（Hard Milling，HM）也称为硬铣削，可以把复杂形面加工得非常光滑，几乎或根本不再需要精加工，从而大大节约了电火花加工（EDM）和抛光时间，以及有关材料的消耗，极大地提高了生产效率，并且形面的精度不会遭到破坏。

3. 制造模式的改变——信息流驱动的模具制造

模具行业是一个高技术密集的行业，模具产品同其他机械产品相比，重要特点就是技术含量比较高、材料消耗少、净产值比重大，为此国家相关部门还制定了模具产品增值税返还优惠政策，以对这种情况予以补偿。先进制造生产模式对模具工业的影响主要体现在信息的流动。与制造活动有关的信息包括产品信息和制造信息，现代制造过程可以看做是原材料或毛坯所含信息量的增值过程，信息流驱动将成为制造业的主流。目前面向模具开发的CAD/CAPP/CAM/CAE、DNC、PDM、网络集成等均围绕如何实现信息的提取、传输与物化，即以使信息流畅通为宗旨。

1.2.2 新兴注射成形技术与注塑模具

注塑成形作为塑料加工中重要的成形方法之一，已发展和运用得相当成熟，且应用得非常普遍，但随着塑料制品应用日益广泛，人们对塑料制品在精度、形状、功能和成本等方面提出了更高的要求。因而在传统注塑成形技术的基础上，又发展出了一些新的注塑成形工艺，如气体辅助注射、多点进料注射、层状注射、熔芯注射、低压注射等，以满足不同领域的需求。所有这些均需要注塑模具设计与制造体系做出相应的调整以满足成形要求。

另外，在微机电系统（Micro Electro Mechanical Systems，MEMS）中有着巨大应用潜力的微成形技术，也促使人们开展有关微型注塑模具设计与制造技术的研究。近年来，微成形技术已成为模具技术一个新的分支，正在得到快速的发展。