快速制模技术及其标准化探讨

来源：现代模具作者：王令朝发布时间：2007-11-08

关键字：快速制模；标准化；探讨

摘要：本文简单扼要地叙述了快速制模技术，试图从标准化这个视角出发，对如何推进快速制模技术在国内模具生产企业的应用进行了分析，并提出如何与标准化手段有机结合相得益彰的设想和建议。

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据有关部门报道，近年来我国随着诸如汽车、装备、家用电器等制造业的迅猛发展，模具市场的需求量也随之急剧增长。２００６年其工业总产值已高达５１６亿元，预计到

２０１０年，国内模具市场需求量将上升到１２００亿元，其潜在市场十分巨大。更令人关注的是，由于市场竞争的日益激烈，产品开发更新周期越来越短，多品种、小批量的生产模式向模具市场提出了更高更苛刻的要求，即需要市场提供低成本、高精度、易推广和短交货期的各种模具产品。为此，近20年才发展起来的快速制模技术受到了国内模具生产企业、新产品开发部门和科研单位的高度重视。这种快捷、方便、实用的模具制造技术与传统的制作方式相比，其特点是制模周期短、工艺简单、易于推广、制模成本低、精度和寿命都能满足某种特定功能需要，这对于企业的新品开发试制、工艺、功能验证以及多品种小批量的生产方式尤为合适。

然而，实际调查结果表明，目前国内快速制模技术的推广应用和水平并没有达到人们所预期的程度，与国外企业相比还存在着较大的差距和诸多不足。究其原因，除了受人员、装备、财力、管理等企业自身各种复杂因素影响之外，与其密不可分的标准化工作相对滞后和不适应也是其中一个极其关键的因素。

1 快速制模技术的现状和发展趋势

1.1 快速制模的技术核心

众所周知，快速制模尤其是快速制造金属模具(RMT)是在市场经济高度发展的时代大背景下应运而生的高科技产物，它是将传统的制模方法与快速成形和制造技术相结合，几乎囊括了诸如激光、材料、信息、数控、计算机、三维图形等在内的现代化尖端科学技术，被专家们称之为20世纪末制造技术最重大的进展之一，也是倍受模具界关注的用来实现 “经济模具”目标的一项国际前沿研究课题。

通常，快速制模技术可以分为母模制作法、直接制模法和间接制模法三种不同的类型，其所采用的核心技术是以快速成形与制造技术(RPM)为基础的。例如，利用快速成型制作的母模(实体模型)是通过金属喷涂、电镀、复合材料浇注、精铸等手段来实现快速拷贝，从而制造出凸、凹模或模腔、模芯等模具的主要工作零部件。又如，依据不同的材质可以采用间接制模法用来制作软模、桥模和硬模，它既可以借助手激光液态树脂固化(SLA)、丝材熔融涂覆(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、薄材叠层制作(LOM)等快速原型工艺技术，来获得长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具，也可以采用铝合金、锌基低熔点合金、环氧树脂等易加工材料与快速制模技术相结合进行模具制作。再如，可以利用每分钟高达数万转的高速切削加工机械设备，辅之于计算机软件程序控制手段直接加工制作模具等。

1.2 快速制模技术的现状

目前，快速制模技术已经进入成熟发展阶段，国外诸如通用、福特、丰田、麦道、IBM、AT&T、摩托罗拉等大型企业以及我国一些著名企业，都在产品设计、试验、研发等生产领域中积极引入快速制模技术。据不完全统计，截止2002年底，世界各国约有近百家公司和科研单位开发了不同类型的模具快速成形系统，在全球已装备了上万台模具快速成形设备，其中，美国和加拿大占有45%的份额，包括日本、中国在内的亚太地区占有28%的份额，欧洲及其他地区则占有27%的份额。

由于诸如陶瓷、金属陶瓷、涂层刀具等新型刀具材料的出现，一些世界工业先进国家的快速制模技术在经历了模型与零件试制、快速软模制造阶段后，目前正向着利用高速切削技术的快速硬模制造方向发展。据有关资料披露，本世纪初已有59%的德国模具公司正在使用高速切削技术，而日本和美国也有40%以上的模具公司采用高速切削技术制作硬模，一种具有计算机辅助加工(CAM)功能的配备有诸如激光探头、机械手、自动刀具及电极夹具、自动化托盘等软硬件的加工单元和切削机械装备，已成为快速制模的有效手段。