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        塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀及CAE/CAD技術(shù)在塑模設(shè)計中的應(yīng)用思考

        2020-04-07 10:47:46張國陽
        科學(xué)大眾 2020年1期
        關(guān)鍵詞:設(shè)計

        張國陽

        摘? ?要:當前,塑料制品在人們的日常生活中得到廣泛應(yīng)用,而塑料模具的設(shè)計是生產(chǎn)和制造塑料制品的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),在整個模具行業(yè)都有著重要的地位。借助于CAE/CAD技術(shù),塑料模具的設(shè)計周期大大縮短,且模具設(shè)計水平也得到了顯著提升?;诖耍恼聫慕榻B我國塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀著手,就CAE/CAD技術(shù)在塑料模具設(shè)計中的應(yīng)用展開論述,并結(jié)合應(yīng)用實例探析CAE/CAD技術(shù)為塑模設(shè)計帶來的實際效益。

        關(guān)鍵詞:CAE/CAD技術(shù);塑料模具;設(shè)計

        伴隨我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,在計算機技術(shù)的幫助下,我國塑料模具設(shè)計出現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。其中,計算機輔助工程(Computer Aided Engineering,CAE)/計算機輔助設(shè)計(Computer Aided Design,CAD)技術(shù)在塑料模具設(shè)計中的應(yīng)用,更加快了塑模設(shè)計的發(fā)展步伐。文章就CAE/CAD技術(shù)概念、我國塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀及CAE/CAD技術(shù)在塑模設(shè)計中的應(yīng)用進行分析與總結(jié),以期為相關(guān)行業(yè)人士提供理論參考。

        1? ? CAE/CAD技術(shù)概念介紹

        CAE借助于結(jié)構(gòu)力學(xué)性能和計算機輔助求解分析工程,可借助數(shù)字模塊算法,實現(xiàn)對已設(shè)計產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化與可行性評估。CAD主要以計算機系統(tǒng)為技術(shù)基礎(chǔ),具備圖形交互的功能,它可以借助數(shù)字化程序,設(shè)計出產(chǎn)品和方案,是目前應(yīng)用較為廣泛的一種設(shè)計技術(shù)[1]。

        2? ? 塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀

        在我國模具行業(yè)中,超過30%的模具都是塑料模具,廣泛應(yīng)用于汽車、儀表、機電及航空領(lǐng)域。現(xiàn)階段,我國塑料模具的設(shè)計、加工前景一片向好。尤其是我國塑料模具加工中的氣體輔助成型技術(shù)已經(jīng)較為成熟,在人們?nèi)粘I钏璧募译娫O(shè)備、汽車內(nèi)飾等產(chǎn)品中得到大力應(yīng)用。同時,塑料模具加工中的熱流道技術(shù)發(fā)展頗為迅速,在塑料模具制作中的應(yīng)用率早已超過30%。此外,為滿足社會對塑料制品的商業(yè)化需求,我國塑料模具的生產(chǎn)與加工工藝依然在不斷進步,其中包括自動脫流道模具冷卻系統(tǒng)的應(yīng)用,大力提升了異型材模具的加工速率,納米技術(shù)、超聲波技術(shù)、激光技術(shù)、集電技術(shù)等新型復(fù)合技術(shù)的飛速發(fā)展,也為改進模具加工工藝提供了技術(shù)支撐,不僅提升了模具制作的精度,讓塑料模具精確度控制在11 nm內(nèi),還極大地簡化了原來的加工程序,加快推動了塑料模具加工的精細化進程。

        3? ? CAE/CAD技術(shù)在塑模設(shè)計中的應(yīng)用

        3.1? CAD技術(shù)在模具設(shè)計中的應(yīng)用

        市場普遍使用的參數(shù)化CAD軟件技術(shù)具備尺寸精準、操作便利、數(shù)據(jù)涵蓋廣等優(yōu)點。在塑模設(shè)計中應(yīng)用這一軟件技術(shù),可實現(xiàn)高效率的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,并有效降低模具設(shè)計的難度系數(shù)。在塑料模具設(shè)計中應(yīng)用CAD軟件技術(shù),具體體現(xiàn)為建立三維模具標準件參數(shù)和模具制件參數(shù)的構(gòu)建。一般而言,借助于CAD技術(shù),可實現(xiàn)塑料模具的三維立體造型設(shè)計,具體設(shè)計方式包括標準件參數(shù)優(yōu)化設(shè)計與模架設(shè)計兩種。待CAD技術(shù)應(yīng)用完成,可利用CAE技術(shù)分析和優(yōu)化模具的性能結(jié)構(gòu),讓其整體結(jié)構(gòu)、布局更加合理。

        3.2? CAE技術(shù)在塑模設(shè)計中的應(yīng)用

        CAE技術(shù)在塑料模具設(shè)計中的應(yīng)用,不僅可以得出全面、準確的結(jié)構(gòu)分析結(jié)果,還能實現(xiàn)模具流動方向的模擬,在提升其設(shè)計參考價值的同時,極大地提升了塑料模具結(jié)構(gòu)的合理性。以注射模中CAE技術(shù)應(yīng)用為例,在這一設(shè)計過程中,可通過Moldflow系統(tǒng)功能來實現(xiàn)模具形成結(jié)果的分析,結(jié)合充模情況的考慮,選擇最佳的模具設(shè)計方案,防止注射過程因壓力過大誘發(fā)變形問題[2]。事實上,應(yīng)用Moldflow進行模型設(shè)計方案的優(yōu)化,應(yīng)全面考慮型芯、型腔變化情況下塑件形狀受到的影響,根據(jù)注射模過程中模具壓力狀況的變化,最大限度滿足塑料模具設(shè)計的精度與尺寸要求,確保塑料模具滿足實際使用要求。

        4? ? CAE/CAD技術(shù)在塑模設(shè)計中的應(yīng)用實例

        在日常生活中,塑料模具的設(shè)計大都可以借助CAE/CAD技術(shù)完成,極大地提升了電器外殼、汽車內(nèi)飾、電子儀器、儀表等塑料制品設(shè)計的精確度。下面將對3種常見塑料模具設(shè)計中CAE/CAD技術(shù)的應(yīng)用實例進行分析:一是機電產(chǎn)品中洗衣機控制面板模具的設(shè)計。設(shè)計師在洗衣機面板模具設(shè)計過程中,借助CAE軟件技術(shù),可實現(xiàn)對洗衣機澆注系統(tǒng)的模擬,塑料模具的材料主要為丙烯腈—丁二烯—苯乙烯塑料,在確定好3個澆口和澆點位置后,洗衣機控制面板設(shè)計工序得以完成,滿足生產(chǎn)制造相關(guān)要求。二是手機外殼塑料薄壁制品的模具設(shè)計。借助于CAE/CAD技術(shù)設(shè)計手機外殼的薄壁造型,可極大地滿足這一高科技電子產(chǎn)品外殼的使用需求,確保手機外殼薄壁產(chǎn)品的質(zhì)量。三是耦合器模具的設(shè)計。利用Moldflow軟件技術(shù),可借助網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對耦合器的參數(shù)分析,進而仿真模擬出耦合器塑件,提升耦合器模具設(shè)計的精準性與質(zhì)量。

        5? ? 結(jié)語

        綜上所述,伴隨我國塑料模具市場規(guī)模的不斷擴大,其設(shè)計與加工工藝也在不斷進步。為滿足社會各個行業(yè)對塑料制品的高品質(zhì)需求,CAE/CAD技術(shù)在塑料模具設(shè)計中的應(yīng)用,讓我國塑料模具設(shè)計工藝更加精湛,并不斷提升我國塑料模具產(chǎn)業(yè)精細化、自動化與數(shù)字化程度,縮小了我國與發(fā)達國家的塑模設(shè)計技術(shù)差距。文章就CAE/CAD技術(shù)概念、塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀進行了介紹,并對CAE/CAD技術(shù)在塑料模具設(shè)計中的應(yīng)用展開了論述,以其應(yīng)用實例分析了CAE/CAD技術(shù)為塑料模具設(shè)計帶來的實際效益,旨在推動我國塑料模具制造與加工水平的提升。

        [參考文獻]

        [1]趙晶.基于知識的注塑模具設(shè)計若干技術(shù)研究[J].黑龍江科學(xué),2015(10):141,143.

        [2]陶筱梅.AutoCAD外掛程序在注塑模具設(shè)計中的應(yīng)用[J].塑料科技,2013(11):82-84.

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