Ｉ＿））》一 发展…………………………． 浅谈注塑模具中一些先进技术 内江职业技术学院李聪李辉 【摘要】一些新的技术的出现为注塑模具技术的发展提供了重要的条件。目前先进的模具技术主要有模具计算机辅助技术、逆向工程、热流道技术、徽成型 技术、气体辅助成形技术等。这些技术提高了模具设计和制造的效率，解决了传统工艺无法实现的难题，使塑料模具向微型化和多腔化发展，对模具工业的发展 起到重要促进作用。 【关键词】注塑模；计算机辅助技术；逆向工程；热流道；气体辅助成形；微注射 市场经济的不断发展，促使工业产品 系统，完成模具的总装，而实现从塑件到 越来越向多品种、小批量、高质量、低成 模具的快速设计过程。用户利用ＵＧ软件可 本的方向发展，于是对成型各种产品的关 实现塑料注塑模从设计到数控加工成型的 键工艺装备——模具的要求就更高。一方 全过程，实习那模具设计的３Ｄ化，减少模 面企业为追求规模效益，使得模具向着高 具设计制造周期时间，大大提高效率。 速、精密、长寿命方向发展；另一方面企 １｜２ ＣＡＥ技术 业为了满足多品种、小批量、产品更新换 塑料模具工业中ＣＡＥ软件以ＭｏｌｄＦｌｏｗ 代快、迅速赢得市场的需要，要求模具向 软件最为代表，其注塑成型模拟分析模块 着制造周期短、成本低的快速经济方向发 （简称ＭＰＩ）在计算机上对整个注塑过程 展。工业生产中先进技术的出现，使得在 进行模拟分析，包括填充、保压、冷却、 塑料模具快速经济制模如虎添翼，应用范 翘曲、纤维取向、结构应力和收缩，以及 围不断拓宽，类型不断增多，创造的经济 气体辅助成型分析等，使设计者在设计阶 效益越来越显著。 段就找出未来产品可能出现的缺陷，提高 １．计算机辅助技术 一次试模的成功率。设计者在设计完产品 １．１ ＣＡＤ技术 后，运用产品优化顾问模块（简称肝Ａ）模 近年来模具ＣＡＤ软件以美国ＵＧＳ公司 拟分析，在很短的时间内，就可以得到优化 针对注射模推出了注射模设计向导（Ｍｏｌｄ 的产品设计方案，并确认产品表面质量。其 Ｗｉｚａｒｄ）和Ｐｒｏ／Ｅ为代表。注射模设计向 注塑成型过程控制专家模块（简称 ｘ）， 导为用户提供注射模设计环境、工具和相 集软硬件为一体的注塑成型品质控制专 关知识，以及丰富的标准化的模架库、零 家，可以直接与注塑机控制器相连，可进 件库和嵌件库等，用户可以选择软件提供 行工艺优化和质量监控，自动优化注塑周 的标准模架或灵活方便地建立适合自己的 期、降低废品率及监控整个生产过程。 标准模架库，多种形式的动、定模结构中， 在注塑成形中将ＣＡＤ和ＣＡＥ技术交互使 采用参数化的方式设计浇口套、拉料杆、斜 用，可以减少设计者对经验的依赖程度， 滑块等通用件，然后设计脱模机构和冷却 提高一次试模的成功率，大大缩短模具设 Ｌ－●●●－－＿－－一一一一一一一一一一＿●－＿－－－－－一一一一一一一一－－－－＿－●＿一一一＿－－＿－＿一一－－＿－一－●－－＿＿一一一Ｊ 图１逆向工程流程图 计时间，并简化模具制造切削加工工艺， 对注塑机的注射过程进行优化和质量控 制，降低成本，提高效率。 ２．逆向工程 传统的产品实现通常是从概念设计 到图样，再制造出产品，我们称之为正向 工程，而相对而言，逆向工程（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＲＥ）起源于精密测量和质 量检测，是设计下游想设计上游反馈信息 的回路，主要是通过３Ｄ数字化测量仪或光 学设备（三坐标测量机或激光扫描仪）对 物理原物进行扫描，获得点云数据，再通 过相应的处理软件转变为曲面的过程。 逆向工程的具体技术流程是：利用 测量仪准确、快速的量取样品表面点数据 或轮廓线数，对采集的点云进行多视图点 云拼合、过滤、精简等点数据处理过程， 由已存在的点创造曲线，检查、修改曲线 的曲线处理过程，由点、线成面的曲面 处理过程，考虑被测物对机构引起的综 合轨迹误差、曲线拟合误差等因素的误 差分析修改过程…（可由逆向设计软件如 ｉｍａｇｅｗａｖｅ完成）。再传至ＣＡＤ／ＣＡＭ系统， 再由ＣＡＤ系统传至ＣＮＣ：￣Ｉ工机床或快速成型 机来制造工件或模具，如图１所示。 ３．热流道技术 近年来，热流道系统在中国注塑模具 制造业逐渐推广和使用，国内一般采用内 热式或外热式热流道装置，少数企业采用 高难度阀式热流道装置，但总体上热流道 的采用率达不到１０％，与国外的５０％￣８０％ 相比远远不够。所以，进行热流道注射模 具经济性和技术性综合开发和应用，具有 广泛发展前景 。 热流道技术以无可比拟的优越性解决 …………………………．抖 美展－（（（（－ｌ 了冷流道中无法解决的问题，主要体现在 改善制品的质量、节约原材料（对热固性塑 料注射成型尤为重要）、避免采用三板式模 具结构、降低注射压力和注射量等方面 。 如图２所示，针阀式多腔热流道。该 系统是通过采用阀针控制装置的作用下， 在预定的时刻以机械运动的方式来打开或 关闭浇口。这种类型的热流道系统可人为 控制浇口开关时间、浇口光滑平整、可扩 大热流道技术应用技术领域等。近年来国 际上各主要汽车公司均采用阀式热流道， 结合模具内多色共注工艺来生产整体车灯 灯罩。因灯罩是透明产品，浇口必须光滑 平整以满足美观要求，只有使用阀式浇口 热流道才能实现。另外一些汽车零件在成 Ｌ……………………………………………………………一 图２针阀式多腔热流道系统 型后需要喷涂着色，如果在这些零件上有 注塑成型熔合线，那么着色后零件的色泽 就会不一样且无法满足质量要求。为必要 此类问题的产生，许多汽车零件供应商采 用一种基于阀式热流道的顺序开关浇口的 生产工艺，来彻底消除零件上的熔合线问 题。在医疗领域，医疗用塑料零件浇口质 量要求极为严格，不可有尖利凸起等，此 ： ＩＬ……………………………………………………………一－Ｉ ｂＪ ｅＪ ： Ｉ ａ）注入塑料熔体 ｂ）注入气体及保压冷却 Ｃ）开模推车 图３气体辅助注射成形过程示意图 的进步，塑料制品从民用到工业、农业、 种情况下，也只有依靠阀式浇口流道系统 纤连接器，医学用微量泵，内窥镜零件， 来提高浇口质量。 旋转传感器中的衍射光栅以及微齿轮等领 国防和交通等行业发展。对制品质量的要 域得到了广泛应用，并以每年２０％的速度 求越来越高，对注塑设备及技术提出了更 ４．气体辅助成形 气体辅助注射成形在９Ｏ年代作为了一 在增长。德国的Ｂａｔｔｅｎｆｅｌｄ公司、Ｂｏｙ公 高的要求。注塑设备和技术开始向高速高 项成功的技术进入了实用阶段，在西方发 司、日本的Ｓｏｄｉｃｋ公司和美国的Ｍｕｒｒａｙ等 效化、自动化、专业化、微小化、精密化 达工业国家推广应用，并在我国的家电行 公司为代表的注塑机生产商，先后研发了 方面发展。我国在塑料模具的一些先进技 业获得成功的应用。在２ｌ世纪，气辅成形 各种不同类型的微型注塑机，其螺杆直径 术的发展还很缓慢，所以，振兴模具行业， 将成为塑料加工行业广泛应用的新兴工业 最小可达中５ｍｍ，注射容量只有几立方厘 发展先进的成型技术是十分必要的，对提 技术 。 米甚至零点几立方厘米。 高中国产品的质量有重要作用。 参考文献 【１】蔚敬斌．逆向工程技术及应用珊．机械管理开发，２００６，２． ［２］卢艳玲等．热流道注射成型ＣＡＥ技术的应用和发展 Ⅱ］．模具制造，２００６，９． 【３】李德群，唐志玉主编．中国模具设计大典（第２卷）轻 功模具设计 ．江西科学技术出版社． ［４】何文．电视机前壳气体辅助注射模设计Ⅱ］．模具工 业，２ｏｌｏ． 图３所示为气体辅助成型过程，可看 出气体注射系统是把惰性气体（通常是Ｎ２） 熔融塑料内，使塑料内部膨胀而造成中 空，但仍然保持产品表面的外形完整无缺。 随着微系统技术的发展及对微小塑件 需求的日益增长，微注塑成型技术的发展 ： 经由压力或体积控制系统直接注入模腔的 呈现如下趋势 ］（１）在微注塑选材时，不但要考虑 制件的精度要求，还要考虑到材料的可模 有节省原料（约省５０％）、降低注塑机的 塑性和脱模性能。 锁模力（可降低６０％）、对某些塑料产品 电视机前壳塑件的成型工艺，可通过采用 气体辅助注射成形工艺，解决和消除产品 ５］Ｙｕｎｇ Ｋ Ｌ，Ｌｉｕ Ｈ，Ｘｕ Ｙ．Ｔａｒｇｅｔ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｉｎ ｍｉｃｒｏ ｉｎｊｅｃ・ （２）微注塑成形注射量小，需新的 ［ｉｆｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇＯ】．Ｋｅｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００８，３６４－３６６， １２９２．１２９５． 的模具可采用铝合金材料等显著优点。如 材料塑化方式，解决熔体质量，流动性等 问题。 【６】庄俭，张建国等－微注塑成形机的研究现状与进展 Ⅱ】．塑料科技，２ｏｏ９，５． （３）微注塑成型型腔小，模温难以 作者简介： 李聪（１９８６一），男，湖北襄阳人，内江职业技术 学院机械工程系助教。 李辉（１９８９一），男，四川营山人，现就读于内江 职业技术学院机械工程系。 表面缩痕问题，提高模具的使用寿命和缩 控制，需要探索新的方式解决此难题。 短产品生产成型周期，提高生产率 。 （４）需开发适合微注塑成型技术的 ５．微注射成形技术 随着微机电系统（ＭＥＭＳ）的发展， 数值模拟软件。 ６．结语 传统的、宏观上的注塑成形技术理论 微型注射制件在光电通讯，影像传输，生 化医疗，信息存储，精密机械，插头式光 及工艺已发展的比较成熟，随着科学技术 ／２０１１．０９／毫子心界一３９—