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塑料模具加工工艺的发展方向

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摘要:塑料模具是模具行业的一个重要分支,随着塑料模具应用范围的不断扩展,对于产品质量、形态、数量的要求也在不断增加,高效化、大型化、精细化、智能化、自动化发展成为塑料模具加工工艺发展的必然趋势,CAD、数字化快速扫描系统、热流道等加工工艺逐步应用于塑料模具加工生产中,提高了模具质量与寿命。

关键词:塑料模具;加工工艺;发展趋势

塑料模具是目前模具行业的一个重要分支,占整个模具行业的30%左右,广泛应用于机械制造、汽车家电、建筑材料、航空航天等各个领域,塑料制品应用范围的扩展,使质量要求也在不断提高,塑料模具的加工也在不断向高效化、大型化、精细化发展,体现出了更为明显的发展趋势。

1CAD、CAM、CAE技术的深入应用

CAD、CAM、CAE技术是塑料模具工业化生产的重要推动技术,使计算机设计、编程、数控机床制造加工等成为塑料模具加工的主要手段,CAE软件还是浇道系统、工艺参数的分析与优化的重要技术。1)塑料模具软件新发展将从模具设计工艺的不断实践中,系统化、科学化归纳整理出大量知识,并在工程知识库中有效存储,用于模具软件的随时调用,使模具CAD技术具备专家水平的知识与经验,并为数字化、智能化加工工艺发展打下基础。2)塑料模具软件新发展将更具备立体化思想与直观性感觉,并生成更为丰富、直观、立体的三维结构信息,为模具可制造性评估、数控机床加工提供方便[1]。

2数字化快速扫描系统

数字化快速扫描系统能够通过实物扫描获取期望模型,再反馈至计算机系统,经CAD处理后进行加工。该技术最快扫描速度可达3m/min,大大缩短了加工周期。扫描系统能够在塑料模具加工数控机床上安装,通过扫描探测头快速采集数据,并加工数据生成各种CAD数据,用于加工工艺中。其流程主要是:1)数字化测量产品曲面,分析曲面特征,获取高质量曲面数据,采集的数据一般为许多个点形成的点云形态,生成实物点云图后,将数据传输至UG软件等三维CAD软件中,经数据处理后,获取产品曲面。2)数据处理,对各类冗余数据、误测波动数据、测头半径影响造成的误差等进行清除,通过平滑处理,提取特征数据后,进行数据分割。

3热流道加工工艺

热流道技术是一种无流道凝料浇注技术,向注塑模具流道中加入加热棒或加热圈后,使模具浇注系统能够持续加热或绝热,进而利用温度控制器对塑料温度进行精确控制,确保塑料在流道与浇口处能够保持熔融状态,进而防止浇注系统形成凝料,降低注射时可能出现的压力损失。之后,经注射机喷嘴可将融化后的塑料熔液注入模具型腔中,开模取件时仅需取出成品,不需取出注塑过程中产生的各种凝固废料,这些废料可继续用于下一个注塑循环加工,仅需将这些废料加热至所需温度再注入型腔中即可[2]。

4高速铣削与电火花成型技术

高速铣削技术是常规铣削、EDM系统的有效替代与补充方案,具有高加工速度、加工精度、表面粗糙度低,且温升更低、热变形小、切削力小、刀具与切削参数复杂,对于温度与热变形敏感型材料、薄壁与刚性差的材料或零件、硬材料等的加工有很高的适用性[3]。

5气体辅助成型技术

气体辅助成型技术是先将部分或全部塑料熔液注入到模具型腔中,再将压缩气体通过浇口、流道或气孔注入型腔中,气体就会被塑料熔液包围,并向阻力值最小的方向进行扩散,穿透并排空塑料熔液,并以气体为动力使塑料熔液在模具型腔中充满,对塑料实施保压处理,当塑料冷却后即可开模顶出,该技术是以气体的注射压力进行保压而完成的加工过程。

6超精细加工

纳米技术的不断进步,推动了模具精细加工的发展,综合利用纳米、激光、化学、集电、超声波等多种技术产生的复合技术,使塑料模具超精细加工工艺发展到11nm左右的精细程度[4],塑料模具加工工艺的大型化、精密化发展已成为必然趋势,对于产品质量的提高有很大的作用。

7结语

我国塑料模具加工与国际先进技术仍然有较大落后,需要不断分析塑料模具加工工艺新发展趋势,不断优化新技术与新工艺,落实到塑料模具加工生产中,不断提高塑料模具产品质量与寿命。

参考文献:

[1]杨文明.先进塑料模具制造技术的最新特点[J].模具制造,2015,15(2):48-51.

[2]张朝阁,宓大云,张亚.热流道塑料模具技术的研究与发展前景[J].塑料工业,2013,41(7):5-9.

[3]中聚网.塑料模具加工工艺的发展趋势[J].工程塑料应用,2014(4):103.

[4]彭松和.塑料模具加工工艺的发展趋势研究[J].工程技术(全文版),2016(11):303.

作者:孙希曦,王伟雄 单位:江西省机电职业技术学院

塑料模具加工工艺的发展方向责任编辑:张雨    阅读:人次