當(dāng)前，我國工業(yè)生產(chǎn)的特點是產(chǎn)品品種多、更新快和市場競爭激烈。在這種情況下，用戶對模具制造的要求是“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”。模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該與這些要求相適應(yīng)。
(1)在模具設(shè)計制造中將全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)
模具CAD/CAM/CAE技術(shù)，是模具技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑。實踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向�，F(xiàn)在，全面普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，技術(shù)培訓(xùn)工作也日趨簡化。在普及推廣模具CAD/CAM技術(shù)的過程中，應(yīng)抓住機遇，重點扶持國產(chǎn)模具軟件的開發(fā)和應(yīng)用；加大技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進一步擴大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。有條件的企業(yè)應(yīng)積極做好模具CAD/CAM技術(shù)的深化應(yīng)用工作，即開展企業(yè)信息化工程，可從CAPP PDM CIMS VR，逐步深化和提高。用于模具設(shè)計制造的計算機軟件，將向智能化、集成化方向發(fā)展。
(2)快速原型制造(RPM)及相關(guān)技術(shù)將得到更好的發(fā)展
快速原型制造(RPM)技術(shù)是美國首先推出的。它是伴隨著計算機技術(shù)、激光成形技術(shù)和新材料技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，是一種全新的制造技術(shù)，是基于新穎的離散/堆積(即材料累加)成形思想，根據(jù)零件CAD模型，快速自動完成復(fù)雜的三維實體(模型)制造。RPM技術(shù)是集精密機械制造、計算機、NC技術(shù)、激光成形技術(shù)和材料科學(xué)最新發(fā)展的高科技技術(shù)，被公認(rèn)為是繼NC技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。
RPM技術(shù)可直接或間接用于模具制造。首先是通過立體光固化(SLA)、疊層實體制(LOM)、激光選區(qū)燒結(jié)(SLS)、三維打印(3D-P)、熔融沉積成形(FDM)等不同方法得到制件原型。然后通過一些傳統(tǒng)的快速制模方法，獲得長壽命的金屬模具或非金屬的低壽命模具。主要有精密鑄造、粉末冶金、電鑄和熔射(熱噴涂)等方法。這種方法制模，具有技術(shù)先進、成本較低、設(shè)計制造周期短、精度適中等特點，從模具的概念設(shè)計到制造完成，僅為傳統(tǒng)加工方法所需時間的1/3和成本的1/4左右。因此，快速制模技術(shù)與快速原型制造技術(shù)的結(jié)合，將是傳統(tǒng)快速制模技術(shù)進一步深入發(fā)展的方向。用RPM技術(shù)制造出原型后，或用實物，使用旋轉(zhuǎn)鑄造(用熱硬化橡膠做模具)可快速、低成本地制造小批量零件，發(fā)展前景很好。
RPM技術(shù)還可以解決石墨電極壓力振動(研磨)成形法中母模(電極研具)制造困難問題，使該法獲得新生。青島海爾模具有限公司還構(gòu)建了基于RE(逆向工程技術(shù))/RPM的模具并行開發(fā)系統(tǒng)，具有開發(fā)質(zhì)量高、開發(fā)成本低及開發(fā)周期短等優(yōu)點。
(3)高速銑削加工將得到更廣泛的應(yīng)用
國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，主軸轉(zhuǎn)速可達40000-100000r/min，快速進給速度可達到30-40r/min，加速度可達1g，換刀時間可提高到1-2s。這樣就大幅度提高了加工效率，并可獲得Ra≤μm的加工表面粗糙度。另外，還可加工硬度達60HRC的模塊，形成了對電火花成形加工的挑戰(zhàn)。高速切削加工與傳統(tǒng)切削加工相比還具有溫升低(加工工件只升高3℃)、熱變形小等優(yōu)點。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。高速銑削必須與相應(yīng)的軟件、加工工藝、刀具及其夾緊頭相配合。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，促進了模具加工技術(shù)的發(fā)展，特別是對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。
(4)模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)將在逆向工程中發(fā)揮更大作用
高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)，已在我國200多家模具廠點得到應(yīng)用，取得良好效果。該系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，用雷尼紹的SP2-1掃描測頭實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集，采集的數(shù)據(jù)通過軟件可自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序及不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。高速掃描機掃描速度最高可達3m/min，大大縮短了模具制造周期�！ ∮捎谀＞邟呙柘到y(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。逆向工程和并行工程將在今后的模具生產(chǎn)中發(fā)揮越來越重要的作用。
(5)電火花銑削加工技術(shù)將得到發(fā)展
電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計這一技術(shù)將得到發(fā)展。
(6)超精加工和復(fù)合加工將得到發(fā)展
航空航天等部門已應(yīng)用納米技術(shù)，必須要有超高精度的模具制造超高精度的零件。隨著模具向精密化和大型化方向發(fā)展，加工精度超過1μm的超精加工技術(shù)和集電、化學(xué)、超聲波、激光等技術(shù)綜合在一起的復(fù)合加工將得到發(fā)展。兼?zhèn)鋬煞N以上工藝特點的復(fù)合加工技術(shù)在今后的模具制造中將有廣闊的前景。
(7)熱流道技術(shù)將得到推廣
由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革。國外熱流道技術(shù)的發(fā)展很快，許多塑料模具廠生產(chǎn)的模具已有一半用上了熱流道技術(shù)，有的廠甚至已達8%以上，效果十分明顯。
國內(nèi)近幾年來已開始推廣應(yīng)用，但總體還達不到10%，個別企業(yè)已達到30%左右。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道技術(shù)的關(guān)鍵。
(8)氣體輔助注射技術(shù)和高壓注射成形等工藝將進一步發(fā)展
氣體輔助注射成形是一種塑料成形的新工藝，它具有注射壓力低、制品翹曲變形小、表面質(zhì)量好以及易于成形壁厚差異較大的制品等優(yōu)點，可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。國外已比較成熟。國內(nèi)目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成形包括塑料熔體注射和氣體(一般均采用氮氣)注射成形兩部分，比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且氣體輔助注射常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成形流動分析軟件，顯得十分重要。
為了確保塑料件精度，將繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成形工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具。在注射成形中，影響成形件精度的最大因素是成形收縮。高壓注射成形可強制樹收縮率，增加塑料件尺寸的穩(wěn)定性。模具要求剛性好、耐高壓。特別是精密模具的型腔應(yīng)淬火，澆口密封性好，模溫能準(zhǔn)確控制。注射壓縮成形技術(shù)，是在模具預(yù)先半開模狀態(tài)或者在鎖模力保持中壓或低壓，模具在設(shè)定的打開量下，注射溶融樹脂，然后以最大的鎖模力進行壓縮成形，其效果是：
a.成形件局部內(nèi)應(yīng)辦�。�
b.可得到縮孔少的厚壁成形件；
c.對于塑件狹窄的部件也可注入樹脂；
d.用小注射力能得到優(yōu)良制品。
該類模具的理想模具結(jié)構(gòu)是：
a.注射時樹脂以低的流動阻力迅速充填型腔；
b.充填后能立刻遮斷澆口部。
c.壓縮作用應(yīng)僅限于型腔部。
金屬、陶瓷粉末注射成形工藝經(jīng)過“七五”、“八五”技術(shù)攻關(guān)，“九五”開始產(chǎn)業(yè)化。該工藝適用于制造幾何形狀復(fù)雜、精密及具有特殊要求的小型零件(0.2-200克)，生產(chǎn)效率高，易于實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。配合這一工藝的模具將隨該工藝的發(fā)展而發(fā)展。
(9)模具液壓成形技術(shù)將進一步開拓應(yīng)用
液壓成形工藝是模具漲形技術(shù)采用的一種工藝手段，過去在皮帶輪等類似的產(chǎn)品上得到廣泛應(yīng)用，目前該技術(shù)已拓展到汽車行業(yè)，在汽車零部件生產(chǎn)中采用其工藝過程是：利用管件或在二層鋼板間，在密封的條件下， 通過注入高壓油，使其按模具的型腔壓制成所需形狀的制件。該方法簡化了模具結(jié)構(gòu)和減少了副數(shù)，克服了在常規(guī)成形過程中材料嚴(yán)重變薄的狀況，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，大幅度降低了生產(chǎn)成本。現(xiàn)上海大眾汽車公司的B5車型副車架產(chǎn)品就采用該工藝成形。
但由于成形工藝的限制，某些沿縱軸截面彎曲變化大的構(gòu)件尚不適宜。另外，把成形介質(zhì)(高壓油)傳輸?shù)桨宀幕蚬芗g的引入問題，解決得尚不很滿意。因此有待進一步發(fā)展該工藝，在更多領(lǐng)域得到開拓應(yīng)用。
(10)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高
我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右。為了適應(yīng)模具工業(yè)發(fā)展，模具標(biāo)準(zhǔn)化工作必將加強，模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將進一步提高，模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)也必將得到發(fā)展。
(11)為了適應(yīng)對模具壽命的要求，優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù)將進一步受到重視
在整個模具價格構(gòu)成中，材料所占比重不大，一般在10%-30%之間，因此選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。對于模具鋼來說，要采用電渣重熔工藝，努力提高鋼的純凈度、等向性、致密度和均勻性及研制更高性能或具特殊性能的模具鋼。如采用粉末冶金工藝制作的粉末高速鋼等。粉末高速鋼解決了原來高速鋼冶煉過程中產(chǎn)的一次碳化物粗大和偏析，從而影響材質(zhì)的問題。其碳化物微細，組織均勻，沒有材料方向性，因此它具有韌性高、磨削工藝性好、耐磨性高、長年使用尺寸穩(wěn)定等特點，是一種很有發(fā)展前途的鋼材。特別對形狀復(fù)雜的沖件及高速沖壓的模具，其優(yōu)越性更加突出。這種鋼材還適用于注射成型添加玻璃纖維或金屬粉末的增強塑料的模具，如型腔、形芯、澆口等主要部件。另外，模具鋼品種規(guī)格多樣化、產(chǎn)品精料化、制品化，盡量縮短供貨時間亦是重要方向。
其他優(yōu)質(zhì)模具材料如硬質(zhì)合金、陶瓷材料、復(fù)合材料等的擴大應(yīng)用，也十分重要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善普及常有箐面處理方法，即擴滲如：滲碳、滲氮、滲硼、滲鉻、滲釩外，應(yīng)發(fā)展設(shè)備昂貴、工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。
由于鋁合金材料重量輕、切削性能好、導(dǎo)熱導(dǎo)電率高、焊接性能優(yōu)良，用它作模具材料可縮短制模周期和降低模具成本，且用于塑料�？捎�10萬次以上壽命，因此用鋁合金進行高速切削來制作快速經(jīng)濟模具已在世界上得到較為廣泛的使用，我國也已開始使用。預(yù)計今后將會得到較快發(fā)展。
(12)模具研磨拋光將向自動化、智能化方向發(fā)展
模具表面的精加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，我國目前仍以手工研磨拋光為主，不僅效率低(約占整個模具周期的1/3)，且工人勞動強度大，質(zhì)量不穩(wěn)定，制約了我國模具加工向更高層次發(fā)展。因此，研究拋光的自動化、智能化是重要的發(fā)展趨勢。日本已研制了數(shù)控研磨機，可實現(xiàn)三維曲面模具的自動化研磨拋光。另外，由于模具型腔形狀復(fù)雜，任何一種研磨拋光方法都有一定局限性。應(yīng)注意發(fā)展特種研磨與拋光方法，如擠壓研磨、電化學(xué)拋光、超聲拋光以及復(fù)合拋光工藝與裝備，以提高模具表面質(zhì)量。
(13)模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展
隨著各種新技術(shù)的迅速發(fā)展，國外已出現(xiàn)了模具自動加工系統(tǒng)。這也是我國長遠發(fā)展的目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有如下特征：多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。
(14)虛擬技術(shù)將得到發(fā)展
計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使虛擬技術(shù)成為可能。虛擬技術(shù)可以形成虛擬空間環(huán)境，實現(xiàn)虛擬合作設(shè)計、制造，合作研究開發(fā)，及至建立虛擬企業(yè)�！熬盼濉逼陂g模具行業(yè)對此已開始探索，“十五”期間應(yīng)有所發(fā)展。
(15)隨著汽車朝著輕量化、高速、舒適、風(fēng)格化發(fā)展，汽車車身模具一方面要適應(yīng)新型車身制造材料(如鋁合金、塑料等)，另一方面要向著大型化、復(fù)雜化和高精度方向發(fā)展為了更好的與車身生產(chǎn)相結(jié)合，模具生產(chǎn)部門除了模具設(shè)計制造外，還必須同時搞好開發(fā)、協(xié)調(diào)車身設(shè)計、樣車制造、工藝設(shè)計等各個環(huán)節(jié)。因此要求企業(yè)有較高的整體素質(zhì)和綜合水平。
(周永泰、武兵書、李光華、經(jīng)象山稿)