塑料模具CAE技術概況及發展趨勢

摘要：隨著科技的日新月異，塑料廠具得到了快速發展，模具生產的技術水平也有了大幅度的提高。為了自身的發展壯大，塑料模具廠往往會采用多種策略來提升塑料模具的銷量。當前，CAE技術被很多模具廠應用到模具生產中。在這項技術的作用下，塑料模具的生產效率得到大幅度提升。在本文中，筆者就CAE技術在塑料模具生產中的應用狀況進行分析，并對CAE技術在塑料模具生產中的發展趨勢進行展望。

關鍵詞：塑料模具；CAE技術；發展趨勢

中圖分類號：TG241 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）010-000-01

在塑料模具領域下，CAE技術所涵蓋的內容非常多，綜合性非常強。CAE技術綜合運用了多種學科知識，如傳熱學、數值計算學等，其能夠對所設計的模具進行有效檢查，及時調整設計方案，從而避免設計環節出現嚴重錯誤。因為CAE技術在應用的時候，可以降低人為造成的錯誤，減少模具次品的出現。因此，在多重優勢下，CAE技術在未來必然會得到更廣泛地應用。從生產商的角度來看，針對CAE技術展開研究是非常有必要的，其直接關系到生產效率的提升，可以促進模具行業的進一步發展，有著非常重要的意義。

一、CAE技術的概述

1.CAE技術界定

塑料模具CAE所涵蓋的內容非常多，其融合了當前多種學科知識與先進技術，是一種綜合性非常強的軟件系統。工程方面的各種模型及數值計算辦法是這一系統最為核心的內容。CAE技術不是孤立存在的，其必須要依賴一定的載體，這種載體就是軟件產品。借助于軟件產品，CAE技術在塑料模具領域得以應用，并擁有很多優勢。

2.CAE技術的運用

CAE技術依靠多種數學模型與計算方法來對設計過程中的設計方案進行模擬成品演示，從而檢測出其存在的問題。這一技術能夠降低設計環節出現的錯誤，避免錯誤的設計被盲目地應用到生產中。在CAE技術的作用下，設計師能夠在第一時間里修改設計方案。這樣一來，模具在投入生產前能夠具備最大化的使用價值。除了減少與避免設計環節的錯誤之外，該技術還能有效地提高生產效率。

二、CAE技術的基本情況

1.非常復雜且綜合性強

CAE技術融合了多種學科知識與技術，具有極強的綜合性。因此相關工作人員必須掌握各種復雜的操作技術。可以說，CAE技術的復雜性越強，對操作者的要求越高。該技術往往會涉及到大量的數學模型與計算。這些模型的建立是相對于塑料模具而進行的，具有標準性，從而能夠進一步對設計出來的模型進行檢測。

2.側重的內容可以調整

在生產塑料模具的過程中，塑料是最重要的原材料。但是塑料的種類非常多，對于模具來說，其采用不同的塑料會生產出來不一樣的產品，在生產過程中所應用的CAE技術也會不一樣。因此，CAE技術的側重內容可以進行調整，在不同的原材料下應用不同的CAE技術。相對于某種材質的塑料而所運用的CAE技術便是側重于某個方面。

3.發展過程非常長

在上世紀中期，英國學者就開始針對聚合物的生產而構建了一套數學模型，該模型為后續CAE技術的出現打下了基礎。在上世紀70時代，通過大量的研究，很多學者研發出了軟件系統，這種軟件系統具有商品化的特點，被應用到商業領域。在80年代，學者們開始對塑料的粘彈性與其三維結構展開研究與分析工作，此后，該方面的模型更具有實用性。基于大量的研究基礎，CAE技術系統初見端倪，并在具體的應用中不斷提升與完善。

4.為塑料模具的發展創造了條件

正是在CAE技術的作用下，塑料模具行業才得到了快速發展。CAE技術的檢測作用對于塑料模具的生產與發展具有重要意義。在該技術下，工作人員能夠及時發現生產中存在的問題，及時調查模具設計方案。因此，從塑料模具發展的角度來講，CAE技術是其重要的基礎條件。

三、CAE技術在未來發展趨勢

1.準確性能進一步提升

就目前CAE技術的應用狀況來看，其數學模型及計算方法都是在不斷優化與完善的，因此，所有的設計都是在當前的數學模型及計算方法下進行檢測的，日益精確的算法將提升設計的準確性。數學模型的準確性使得CAE技術具備實用性，在計算辦法提升的過程中，其推動塑料模具由二維向二維半，再到三維發展。整個過程中，其準確度不斷提升。

2.界面更加友好與便捷

在當代社會下，科技的發展將推動各項技術向傻瓜性的操作發展。CAE技術在發展的過程中也是如此。在該系統下，人工智能程度將不斷提高，整個使用界面將更具人性化，更加友好。操作者能夠根據頁面提示進行快捷操作。整個系統的圖形處理能力將不斷提升，從而使得模具生產效率進一步提升，生產過程更為順暢。

3.系統不斷優化

CAE技術在發展的過程中，其數學模型及計算方法都在不斷地進步與優化。在此過程中，CAE技術整體上出現主動優化設計的特點。在CAE技術優化設計的時候，系統朝著整體優化的方向發展，因此，在CAE技術的這種發展勢態，系統優化發展是一個重要方向，只有整個系統的水平提升，后續的技術能夠更上一層樓，不斷提升。

4.呈現出網絡化的發展趨勢

當前已經步入網絡時代，整個社會的網絡化程度非常高，因此，CAE技術在未來的發展中也將進一步集成化，形成網絡化的發展趨勢。從整體來看，CAE技術將趨向網絡化的界面設計，其操作界面也將趨向網絡化。塑料模具的生產都將向著網絡化的方向發展。在不久的將來，塑料模具CAE技術將程序出網絡化特點，融合到當前的大網絡環境中。

四、結束語

與歐美等國相比，我國的CAE技術還是非常落后的。在現有的系統中，很多數學模型的精確度不夠，不斷算法的正確性與精確性還需要得到進一步的驗證。因此，有關CAE技術方面的研究工作將持續下去。綜合來看，CAE技術的優勢非常突出，發展方向非常好，潛力非常大。CAE技術在模具生產項目的改良中將發揮著越來越重要的作用，相關學者應就該方面進一步展開研究工作。從當前的社會現狀來看，塑料模具生產在我國具有光明的前途。因此，在大力發展塑料模具加工行業的時候，必須重視CAE技術的應用，只有這樣國內模具生產水平才能夠得到提升，有利地促進國民經濟的發展。

參考文獻：

[1]陳開源，陳思濤，戚春曉，等.基于項目化教學的《塑料模具CAE技術及應用》課程改革與實踐[J].模具工業，2015（12）.

[2]曾憲榮，李會文，馮光林.基于CAE技術的塑料模具設計方法研究[J].機電信息，2012（33）.

作者簡介：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）。