1.2 注塑模具應用與發展

模具是現代化工業生產的重要工藝裝備，被稱為“工業之母”。而注塑模具又在整個模具工業中一枝獨秀，發展極為迅速，在汽車、航空航天、通信電子、家用電器等領域有著極為廣泛的應用。

注塑模具的發展受到兩方面的制約：一方面是模具的設計與制造技術；另一方面是注塑成形工藝條件。前者影響模具的加工制造水平，后者影響模具的使用性能。所以討論注塑模具的發展趨勢，必然要考慮到模具制造水平和注塑成形工藝水平的進步。

1.2.1 先進制造技術與注塑模具

質量、成本（價格）、時間（工期）已成為現代工程設計和產品開發的核心因素，現代企業大都以高質量、低價格、短周期為宗旨來參與市場競爭。先進制造技術的出現正急劇改變著制造業的產品結構和生產過程，對模具行業也是如此。模具行業必須在設計技術、制造工藝、生產模式等方面加以調整以適應這種要求。

1. 注塑模具的可視化設計

對產品設計的要求是快速、準確。隨著軟件技術的發展，三維設計（3D）使模具實現了可視化、面向裝配的設計。模具由二維設計（2D）到三維設計（3D）實現了模具設計技術的重大突破：

① 模具三維設計直觀再現了未來加工出的模具本體，設計資料可以直接用于加工，真正實現了CAD/CAM一體化和少、無圖樣加工；

② 模具三維設計解決了二維設計難于解決的一系列問題，如干涉檢查、模擬裝配、CAE等；

③ 模具三維設計能對模具的可制造性加以評價，大大減少了設計失誤。

2. 注塑模具的快速制造

（1）基于并行工程的模具快速制造

近些年來，為滿足工期的要求，模具企業大都在自覺與不自覺中應用“并行”的概念來組織生產、銷售工作，并行工程應用的明確提出是對現有模具制造生產模式的總結與提高。并行工程、分散化網絡制造系統為模具快速制造提供了有效的實施平臺。

并行工程的基礎是模具的標準化設計。標準化設計由三方面要素組成：統一數據庫和文件傳輸格式是基礎；實現信息集成和數據資源共享是關鍵；高速加工等先進制造工藝是必備的條件。

（2）應用快速原型技術制造快速模具（RP+RT）

在快速原型（Rapid Prototyping，RP）技術領域中，目前發展最迅速、產值增長最明顯的就是快速模具（Rapid Tooling，RT）技術。應用快速原型技術制造快速模具（RP+RT），在最終生產模具之前進行新產品試制與小批量生產，可以大大提高產品開發的一次成功率，有效地縮短開發時間和降低成本。這就是RP+RT技術產生的根本原因，也是其賴以發展的動因，目前它已成為RP技術的一個新的研究熱點，也是RP技術最重要的應用領域之一。

（3）高速切削技術的應用

高速切削（High Speed Machining，HSM）在模具領域的應用主要在加工復雜曲面。其中，高速銑削（Hard Milling，HM）也稱為硬銑削，可以把復雜形面加工得非常光滑，幾乎或根本不再需要精加工，從而大大節約了電火花加工（EDM）和拋光時間，以及有關材料的消耗，極大地提高了生產效率，并且形面的精度不會遭到破壞。

3. 制造模式的改變——信息流驅動的模具制造

模具行業是一個高技術密集的行業，模具產品同其他機械產品相比，重要特點就是技術含量比較高、材料消耗少、凈產值比重大，為此國家相關部門還制定了模具產品增值稅返還優惠政策，以對這種情況予以補償。先進制造生產模式對模具工業的影響主要體現在信息的流動。與制造活動有關的信息包括產品信息和制造信息，現代制造過程可以看做是原材料或毛坯所含信息量的增值過程，信息流驅動將成為制造業的主流。目前面向模具開發的CAD/CAPP/CAM/CAE、DNC、PDM、網絡集成等均圍繞如何實現信息的提取、傳輸與物化，即以使信息流暢通為宗旨。

1.2.2 新興注射成形技術與注塑模具

注塑成形作為塑料加工中重要的成形方法之一，已發展和運用得相當成熟，且應用得非常普遍，但隨著塑料制品應用日益廣泛，人們對塑料制品在精度、形狀、功能和成本等方面提出了更高的要求。因而在傳統注塑成形技術的基礎上，又發展出了一些新的注塑成形工藝，如氣體輔助注射、多點進料注射、層狀注射、熔芯注射、低壓注射等，以滿足不同領域的需求。所有這些均需要注塑模具設計與制造體系做出相應的調整以滿足成形要求。

另外，在微機電系統（Micro Electro Mechanical Systems，MEMS）中有著巨大應用潛力的微成形技術，也促使人們開展有關微型注塑模具設計與制造技術的研究。近年來，微成形技術已成為模具技術一個新的分支，正在得到快速的發展。