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注塑模具文献综述

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注塑模具的现状与发展趋势综述
1 塑料制品发展概况
塑料制品是采用塑料为主要原料加工而成的生活用品、工业用品的统称。塑料的出现给人类带来了极大地便利，由于其有成本低廉、抗腐蚀能力强、可塑眭强、还可用于制备燃料油和燃料气，降低原油消耗等无可替代的优点，自发明之日起就广受欢迎，随着加工工艺的进步和技术的突破，塑料制品渗透进我们生活的方方面面，成为最重要的必需品[ 1 ]。
根据中国塑料加工工业协会统计数据，我国塑料制品行业塑料用量从2006 年的2802 万吨快速增长到2012 年的5782 万吨。2013 年1 月～12 月，我国塑料制品行业累计完成产量6188 万吨。在“十二五”期间，我国塑料产业要推进产业结构优化升级，努力提高产业技术水平，使塑料制品总产量的年增长率为13-15％。2015年，预计塑料制品总产量可达到8000万吨。塑料模具工业近20年来发展十分迅速，早在7年前塑料的年产量按体积计算已经超过钢铁和有色金属年产量的总和，塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。近年来，人们对各种设备和用品轻量化及美观和手感的要求越来越高，这就为塑料制品提供了更为广阔的市场。塑料制品要发展，塑料模具是塑料零部件及其制品行业的重要支撑装备，那么必然要求塑料模具随之发展。绝大部分塑料制品的成型都依赖于塑料模具，因此塑料制品行业的快速发展对塑料模具行业形成了旺盛的市场需求。尤其是近年来，我国汽车、家电等主机行业快速发展，产能持续增加，同时随着技术进步，塑料零部件使用比例持续上升，直接推动了我国塑料模具行业的快速发展。
塑料制品成形的方法虽然很多，其主要方法是注射、挤出、压制、压铸和气压成型等，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市场中塑料成形模具产量中约半数以上是注塑模具，而其中注射模约占成型总数的60％以上。由于塑料产品应用前景可观，更新换代较快，也就要求注塑模也应跟上时代发展的步伐。
2 注塑模国内外发展现状
模具是现代制造业的重要基础装备， 被誉为“工业之母”。模具行业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益和新产品开发能力，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志。
我国模具工业的产值在国际上排名位居第三位，仅次于日本和美国。国内的模具生产厂已超过17000家，从业人员达50万。我国在注塑模具的量和质方面都有较快的发展，我国最大的注塑模具单套重量己超过50吨，最精密的注塑模具精度己达到2微米。制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模具已能生产一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达6m/min以上的高速塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。在CAD/CAM技术得到普及的同时， CAE技术应用越来越广，以 CAD/CAM/CAE一体化得到发展，模具新结构、新品种、新工艺、新材料的创新成果不断涌现，特别是汽车、家电等工业快速发展，使得注塑模的发展迅猛。
整体来看我国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。
3 我国注塑模具存在的问题
虽然中国模具工业在过去10 多年中，取得了令人瞩目的发展。但许多方面与工业发达国家相比，仍有较大的差距，如精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低；CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型精密复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求因而需要大量从国外进口。目前我国模具设计制造水平在总体上要比日、德、美等国家落后许多。我国的模具行业虽也已步入了高速发展时期，但存在的问题仍然不少。
3.1 产品质量不高
当前我国模具生产厂中多数是“大而全”、“小而全”，国外模具企业大多是“小而专”、“小而精”。国内模具总量中属大型、精密、复杂、长寿命模具的比例只有30% 左右，国外在50%以上。国内模具生产厂家工艺条件参差不齐，差距很大。现代模具工业早已走出以前手工制模的时代，进入了数字化时代，实现了无图化生产，通过电脑输入数据加工制作模具。我国不少厂家由于设备不配套，很多工作依赖手工完成，严重影响了精度和质量。受售价限制，国产模具多采用2Cr13 和3Cr13 材料，再作精密热处理，而国外则采用专用模具材料DINI、2316， 其综合机械性能（耐磨、耐腐蚀）及抛光亮度均明显优于国产材料。这从根本上影响了国产模具的外观质量和使用寿命。
3.2 供给不均匀
国技术含量低的模具已供过于求，市场利润空间狭小；而技术含量较高的中、高档模具还远不能适应经济发展的需要。虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，我国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。中国模具行业的发展在地域分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部地区。南方的发展快于北方。模具生产最集中的地区在珠江三角和长江三角地区，其模具产值约占全国产值的三分之二以上。
3.3 缺乏相关人才
模具行业是技术密集、资金密集的产业，随着时代进步和技术发展，能掌握和运用新技术的人才异常短缺，高级模具钳工及企业管理人才也非常紧缺。模具行业是一个需长期积累经验的行业，现在的年轻人能坚持下来而有所成就的很少。由于最初的学习非常枯燥，因此许多初学者常半途而废。此外，我国传统教育方式对模具人才的培养也存在不足。由于模具企业效益欠佳及对科研开发和技术攻关不够重视，因而总体来看模具行业在科研开发和技术攻关方面投入太少，民营企业贷款困难也影响许多企业的技术改造，致使科技进步不大。一些高校尽管在近几年内设立了模具专业，但由于受软硬件设施限制培养出的学员实际技能不够而社会上各种各样的模具培训班，由于缺乏规范的职业标准，因此学员质量良莠不齐。
3.4 标准化、商品化程度不高
贯彻模具标准，采用模具标准件，不但能有效提高模具质量，而且能降低模具生产成本及大大缩短模具生产周期。有关统计资料表明采用：模具标准件可使企业的模具加工工时节约25%--45% ，能缩短模具生产周期30%--40%。随着工业产品多品种、小批量、个性化、快周期生产的发展，为了提高市场经济中的快速应变能力和竞争能力，在模具生产周期显得愈来愈重要的今天，模具标准化的意义更为重大。许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，大多为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。
3.5 CAD/CAE/CAM普及不够
CAD/CAE/CAM 是面向制造的工程设计技术群中的核心技术，是提高企业产品自主开发能力和产品档次的重要手段，也是提高企业对市场的应变能力和快速响应能力的重要途径，是现阶段应大力推广应用的关键共性技术，是模具设计的发展方向，在欧美CAD/CAE/CAM 已成为模具企业普遍采用的技术。在采用CAD/CAM/CAE /CAPP 等技术设计与制造模具方面，无论是应用的广泛性还是技术水平上都存在很大的差距。这无疑将影响到企业的设计能力和生产能力并且竞争力和效益也会受到影响。
3.6 产业结构不够优化
模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。另外，产业能耗大，产出率低、环境污染严重更是我国亟待要解决的问题。
4 我国注塑模具发展方向
4.1 我国的模具产品将向大型，微型，精密化方向发展
一方面模具成型零件日渐大型化和为提高生产效率开发的“一模多腔”造成了模具日趋大型化，另一方面电子信息产业，医学的迅猛发展带来了零件微型化及精密化，有些模具的加工精度公差就要求在1Ixm以下。[ 2 ]另外多功能复合模具将得到进一步发展，新型多功能复合模具除了冲压成型零件外，还担负叠压，攻丝，铆接和锁紧等组装任务，生产效率进一步提高。
4.2 注塑模具从依靠钳工技艺转变为依靠现代加工技术
从产业技术进步看，“十五”以来，在政府政策扶持和引导下，注塑模具行业投入较大，企业装备水平和实力有了很大提高，生产技术长足进步，CAD/CAM技术已普及；热流道技术得到较好推广；CAE、CAPP、PLM、ERP等数字化技术已有一部分企业开始采用，并收到了较好的效果；高速加工、并行工程、逆向工程、虚拟制造、无图生产和标准化生产已在一些重点骨干企业实施。技术的进步，促使模具产品水平近年来也有了很大提高，向高端发展趋向较为明显。
随着科技的发展，过去长期依赖钳工、以钳工为核心的生产管理模式，正逐渐被以高水平的加工技术为依托、以设计为中心的现代化生产管理模式所替代；现代加工技术主要体现在以下方面：
（1）高速铣削等加工将得到更广泛的应用；
（2）模具高速扫描及数字化系统将在逆向工程中发挥更大作用；
（3）电火花铣削加工技术将得到发展；
（4）超精加工和复合加工将得到发展；
（5）热流道技术将得到推广；
（6）气体辅助注射技术和高压注射成形等工艺将进一步发展；
（7）模具标准化程度将不断提高；
（8）优质材料及先进表面处理技术将进一步受到重视；
（9）模具研磨抛光将向自动化、智能化方向发展；
（10）模具自动加工系统的研制和发展；现代加工技术使得模具精度越来越高，生产 周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促进了模具工业整体水平不断提高。[ 3 ]
4.3 热流道、辅模具及适应高压注塑成型工艺将得到进一步发展
采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制作的原材料，国外许多塑料模具厂所生产的塑料模具50％以上采用了流道技术，有的已经达到80％以上，效果十分明显：气体辅助注射成形具有注射压力低，制品翘曲变形小，表面质量好以及易于成形壁厚差异较大的制品等优点，可在保证产品质量的前提下，幅度降低成本；高压注射成形可强制树脂收缩率，增加塑料件尺寸的稳定性；另外注射压缩成形技术，可使成形件局部内应变小，能得到缩孔少的厚壁成形件，而对于塑件狭窄的部件也可注入树脂，并可用小注射力能得到优良制品。这些技术正在逐步推广使用。[4]
4.4 节能化和环保化以适应全球发展要求
节能、降耗、环保目前已经成为注塑机最主要的发展趋势。全电动、两板式注塑机将成为未来国际市场的主流。80年代初，日本率先研制了电动注塑机，即不含任何液压油路的注塑机。与其它革新技术一样．这一新机型成本高昂，业界对其持怀疑态度，因此，初期并未获得大幅度推广，致使业界难于认识其优势。如今，注塑机市场的形势已经发生了根本变化。与传统液压注塑机相比，全电动注塑机由于不采用液压油，因而更加清洁，也意味着不需要冷却，这样就不存在冷却管路购置、运行和维护产生的费用，同时可降低能耗达30％一50％，而且运行稳定。产品重复精度高，特别适用于精密注塑。不过全电动注塑机具有诸多优势，当然也有一些不足之处。例如．成本高于液压机。多品种小批量生产时代的到来，人们要求模具的生产周期越短越好，因此快速经济模具将有广阔的发展前景。
5 结束语
我国模具行业具有广阔的市场前景。只有那些能够把握机遇、开拓进取和能够生产高技术含量模具的企业，才能在竞争激烈的市场中占有一席之地。目前人们已越来越认识到模具在制造中的重要地位，认识到模具高技术水平的欠缺。许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校也开展模具技术的研究和开发。相信中国模具行业在不远的将来，一定会在国际高端市场占有举足轻重的地位。

参考文献
[1] 苏日美．我国注塑模具存在的问题及发展方向[J]．河南科技，2013（22）：62-84．
[2] 冯刚．我国注塑模具关键技术的研究与应用进展[J]．塑料工业，2014，42（4）：16-19．
[3] 盛松梅．浅析注塑模具发展的新趋势[J]．中国科技投资, 2013（26）：467．
[4] 张平. 国际先进注塑模具技术的发展分析[J]．电加工与模具, 2014（z1）：11-16 ．
[5] 苏瞧忠．薄壁塑料件注塑模具设计[J]．工程塑料应用，2011，39（2）：72-74．
[6] 徐世虎．浅析注塑模具成型设计制造的应用[J]．机电信息，2014（15）：116-117．
[7] 陆辉．注塑模具技术发展前瞻[J]． 数字化用户, 2013 ( 17 )　：67．
[8] 孙锡红．我国塑料模具发展现状及发展建议[J]．电加工与模具，2010（SL）：31-33．
[9] 高学玲. 高端注塑产品的前期评估与分析[D]．山东大学，2013．
[10] 沈娟．薄壁塑件注射成型工艺优化与模具设计[D]．江苏大学，2014．
[11] 张同斌．薄壁塑料件气体辅助注射成型技术研究[D]．大连理工大学, 2013．
[12] 朱伟珍．车灯灯罩注射模设计[J]．机械工程师，2012（6）：105-106．
[13] 李润娟，王胜. 摩托车转向灯灯盖注塑模具设计[J]．机械研究与应用， 2014，27（3）：138-147.
[14] 杨文超，刘静，湛永钟．国内模具行业发展现状及前景 [J]. 建材与装饰，2014（15）：116-117.
[15] J.Q. Ran,M.W. Fu. Design of internal pins in injection mold CAD via the automatic recognition of undercut features[J].Computer-Aided Design, 2010,42(7): 582-597.
[16] Reinhold Wimberger-Friedl,Jehuda Greener. Precision Injection MoldingProcess[J]. Materials and Applications.Munich, 2006(20): 52-53.