塑料模具CAE技術(shù)概況及發(fā)展趨勢(shì)

摘要：隨著科技的日新月異，塑料廠具得到了快速發(fā)展，模具生產(chǎn)的技術(shù)水平也有了大幅度的提高。為了自身的發(fā)展壯大，塑料模具廠往往會(huì)采用多種策略來提升塑料模具的銷量。當(dāng)前，CAE技術(shù)被很多模具廠應(yīng)用到模具生產(chǎn)中。在這項(xiàng)技術(shù)的作用下，塑料模具的生產(chǎn)效率得到大幅度提升。在本文中，筆者就CAE技術(shù)在塑料模具生產(chǎn)中的應(yīng)用狀況進(jìn)行分析，并對(duì)CAE技術(shù)在塑料模具生產(chǎn)中的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：塑料模具；CAE技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TG241 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2016）010-000-01

在塑料模具領(lǐng)域下，CAE技術(shù)所涵蓋的內(nèi)容非常多，綜合性非常強(qiáng)。CAE技術(shù)綜合運(yùn)用了多種學(xué)科知識(shí)，如傳熱學(xué)、數(shù)值計(jì)算學(xué)等，其能夠?qū)λO(shè)計(jì)的模具進(jìn)行有效檢查，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，從而避免設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤。因?yàn)镃AE技術(shù)在應(yīng)用的時(shí)候，可以降低人為造成的錯(cuò)誤，減少模具次品的出現(xiàn)。因此，在多重優(yōu)勢(shì)下，CAE技術(shù)在未來必然會(huì)得到更廣泛地應(yīng)用。從生產(chǎn)商的角度來看，針對(duì)CAE技術(shù)展開研究是非常有必要的，其直接關(guān)系到生產(chǎn)效率的提升，可以促進(jìn)模具行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，有著非常重要的意義。

一、CAE技術(shù)的概述

1.CAE技術(shù)界定

塑料模具CAE所涵蓋的內(nèi)容非常多，其融合了當(dāng)前多種學(xué)科知識(shí)與先進(jìn)技術(shù)，是一種綜合性非常強(qiáng)的軟件系統(tǒng)。工程方面的各種模型及數(shù)值計(jì)算辦法是這一系統(tǒng)最為核心的內(nèi)容。CAE技術(shù)不是孤立存在的，其必須要依賴一定的載體，這種載體就是軟件產(chǎn)品。借助于軟件產(chǎn)品，CAE技術(shù)在塑料模具領(lǐng)域得以應(yīng)用，并擁有很多優(yōu)勢(shì)。

2.CAE技術(shù)的運(yùn)用

CAE技術(shù)依靠多種數(shù)學(xué)模型與計(jì)算方法來對(duì)設(shè)計(jì)過程中的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬成品演示，從而檢測(cè)出其存在的問題。這一技術(shù)能夠降低設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的錯(cuò)誤，避免錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)被盲目地應(yīng)用到生產(chǎn)中。在CAE技術(shù)的作用下，設(shè)計(jì)師能夠在第一時(shí)間里修改設(shè)計(jì)方案。這樣一來，模具在投入生產(chǎn)前能夠具備最大化的使用價(jià)值。除了減少與避免設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的錯(cuò)誤之外，該技術(shù)還能有效地提高生產(chǎn)效率。

二、CAE技術(shù)的基本情況

1.非常復(fù)雜且綜合性強(qiáng)

CAE技術(shù)融合了多種學(xué)科知識(shí)與技術(shù)，具有極強(qiáng)的綜合性。因此相關(guān)工作人員必須掌握各種復(fù)雜的操作技術(shù)。可以說，CAE技術(shù)的復(fù)雜性越強(qiáng)，對(duì)操作者的要求越高。該技術(shù)往往會(huì)涉及到大量的數(shù)學(xué)模型與計(jì)算。這些模型的建立是相對(duì)于塑料模具而進(jìn)行的，具有標(biāo)準(zhǔn)性，從而能夠進(jìn)一步對(duì)設(shè)計(jì)出來的模型進(jìn)行檢測(cè)。

2.側(cè)重的內(nèi)容可以調(diào)整

在生產(chǎn)塑料模具的過程中，塑料是最重要的原材料。但是塑料的種類非常多，對(duì)于模具來說，其采用不同的塑料會(huì)生產(chǎn)出來不一樣的產(chǎn)品，在生產(chǎn)過程中所應(yīng)用的CAE技術(shù)也會(huì)不一樣。因此，CAE技術(shù)的側(cè)重內(nèi)容可以進(jìn)行調(diào)整，在不同的原材料下應(yīng)用不同的CAE技術(shù)。相對(duì)于某種材質(zhì)的塑料而所運(yùn)用的CAE技術(shù)便是側(cè)重于某個(gè)方面。

3.發(fā)展過程非常長(zhǎng)

在上世紀(jì)中期，英國(guó)學(xué)者就開始針對(duì)聚合物的生產(chǎn)而構(gòu)建了一套數(shù)學(xué)模型，該模型為后續(xù)CAE技術(shù)的出現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。在上世紀(jì)70時(shí)代，通過大量的研究，很多學(xué)者研發(fā)出了軟件系統(tǒng)，這種軟件系統(tǒng)具有商品化的特點(diǎn)，被應(yīng)用到商業(yè)領(lǐng)域。在80年代，學(xué)者們開始對(duì)塑料的粘彈性與其三維結(jié)構(gòu)展開研究與分析工作，此后，該方面的模型更具有實(shí)用性。基于大量的研究基礎(chǔ)，CAE技術(shù)系統(tǒng)初見端倪，并在具體的應(yīng)用中不斷提升與完善。

4.為塑料模具的發(fā)展創(chuàng)造了條件

正是在CAE技術(shù)的作用下，塑料模具行業(yè)才得到了快速發(fā)展。CAE技術(shù)的檢測(cè)作用對(duì)于塑料模具的生產(chǎn)與發(fā)展具有重要意義。在該技術(shù)下，工作人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中存在的問題，及時(shí)調(diào)查模具設(shè)計(jì)方案。因此，從塑料模具發(fā)展的角度來講，CAE技術(shù)是其重要的基礎(chǔ)條件。

三、CAE技術(shù)在未來發(fā)展趨勢(shì)

1.準(zhǔn)確性能進(jìn)一步提升

就目前CAE技術(shù)的應(yīng)用狀況來看，其數(shù)學(xué)模型及計(jì)算方法都是在不斷優(yōu)化與完善的，因此，所有的設(shè)計(jì)都是在當(dāng)前的數(shù)學(xué)模型及計(jì)算方法下進(jìn)行檢測(cè)的，日益精確的算法將提升設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性使得CAE技術(shù)具備實(shí)用性，在計(jì)算辦法提升的過程中，其推動(dòng)塑料模具由二維向二維半，再到三維發(fā)展。整個(gè)過程中，其準(zhǔn)確度不斷提升。

2.界面更加友好與便捷

在當(dāng)代社會(huì)下，科技的發(fā)展將推動(dòng)各項(xiàng)技術(shù)向傻瓜性的操作發(fā)展。CAE技術(shù)在發(fā)展的過程中也是如此。在該系統(tǒng)下，人工智能程度將不斷提高，整個(gè)使用界面將更具人性化，更加友好。操作者能夠根據(jù)頁面提示進(jìn)行快捷操作。整個(gè)系統(tǒng)的圖形處理能力將不斷提升，從而使得模具生產(chǎn)效率進(jìn)一步提升，生產(chǎn)過程更為順暢。

3.系統(tǒng)不斷優(yōu)化

CAE技術(shù)在發(fā)展的過程中，其數(shù)學(xué)模型及計(jì)算方法都在不斷地進(jìn)步與優(yōu)化。在此過程中，CAE技術(shù)整體上出現(xiàn)主動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。在CAE技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，系統(tǒng)朝著整體優(yōu)化的方向發(fā)展，因此，在CAE技術(shù)的這種發(fā)展勢(shì)態(tài)，系統(tǒng)優(yōu)化發(fā)展是一個(gè)重要方向，只有整個(gè)系統(tǒng)的水平提升，后續(xù)的技術(shù)能夠更上一層樓，不斷提升。

4.呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前已經(jīng)步入網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，整個(gè)社會(huì)的網(wǎng)絡(luò)化程度非常高，因此，CAE技術(shù)在未來的發(fā)展中也將進(jìn)一步集成化，形成網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢(shì)。從整體來看，CAE技術(shù)將趨向網(wǎng)絡(luò)化的界面設(shè)計(jì)，其操作界面也將趨向網(wǎng)絡(luò)化。塑料模具的生產(chǎn)都將向著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。在不久的將來，塑料模具CAE技術(shù)將程序出網(wǎng)絡(luò)化特點(diǎn)，融合到當(dāng)前的大網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。

四、結(jié)束語

與歐美等國(guó)相比，我國(guó)的CAE技術(shù)還是非常落后的。在現(xiàn)有的系統(tǒng)中，很多數(shù)學(xué)模型的精確度不夠，不斷算法的正確性與精確性還需要得到進(jìn)一步的驗(yàn)證。因此，有關(guān)CAE技術(shù)方面的研究工作將持續(xù)下去。綜合來看，CAE技術(shù)的優(yōu)勢(shì)非常突出，發(fā)展方向非常好，潛力非常大。CAE技術(shù)在模具生產(chǎn)項(xiàng)目的改良中將發(fā)揮著越來越重要的作用，相關(guān)學(xué)者應(yīng)就該方面進(jìn)一步展開研究工作。從當(dāng)前的社會(huì)現(xiàn)狀來看，塑料模具生產(chǎn)在我國(guó)具有光明的前途。因此，在大力發(fā)展塑料模具加工行業(yè)的時(shí)候，必須重視CAE技術(shù)的應(yīng)用，只有這樣國(guó)內(nèi)模具生產(chǎn)水平才能夠得到提升，有利地促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：李良谷（1993-），男，漢，湖南株洲人，本科，研究方向：材料成型及控制工程（模具方向）。