注塑模CAD/CAM技術的研究現狀分析

貴州電子信息職業技術學院機電工程系 許傲

注塑模CAD/CAM技術的研究現狀分析

貴州電子信息職業技術學院機電工程系 許傲

本文對當前國內外的注塑模CAD/CAM技術研究現狀進行了探討，并就后期的發展趨勢進行展望，旨在為國內相關行業技術發展提供參考借鑒。

注塑模；注塑工藝；CAD/CAM

如今，越來越多的模具制造企業都在加強CAD/CAM技術的應用，用以提高模具設計與生產精度，提高模具制造的效率與效益。CAD/CAM技術發展多年來，已經取得了十分顯著的成果，諸多專家不斷地研究新的技術，意圖突破固有思維來改進技術。因此，現階段認真整理注塑模CAD/CAM技術的研究現狀，具有重要意義。

1 注塑模具CAD/CAM技術的研究現狀

如今，國內外眾多塑料模具的應用中注塑模占比較高，同時涉及面廣泛。為了能夠在注塑成型方面展現出更大的優勢，不斷提升工藝效率與產品質量，塑料制品行業開始廣泛引入注塑模CAD/CAM技術。上世紀80年代中后期，注塑模CAD/CAM開始全面進入實用改造再升級階段，其中最為出名的當屬MOLDFLOW軟件，直至如今，該軟件都是極為專業和先進的流動及冷卻分析軟件；而德國IKV公司的CADMOULD系統在注塑模流動、冷卻分析以及力學性能校核方面也堪稱佼佼者；美國PSP公司IMES專家系統、AC-Tech公司的C-MOLD軟件等等，都憑借強大的功能成為幫助模具設計制造人員專項解決專業級別難題的專家型軟件。國內的注塑模CAD/CAM研究較西方國家要晚，但成果顯著，進入90年代后，眾多國內自行設計開發完成的專業分析軟件很多成果已投入工業化生產應用，有力地推動了國內注塑模CAD/CAE/CAM研究應用的進步。隨著現階段我國各項技術研發水平的提高，有更多的國內專用軟件已經在眾多模具企業中推廣和使用，在不斷試用驗證中不斷更新升級。

2 注塑模的CAD/CAM關鍵技術

2.1 注塑模CAD技術

在多年的研究中，注塑模CAD/CAM技術集成了多項關鍵技術值得關注。

（1）交互式裝配建模技術。CAD系統的幾何模型，要求對應的結構零部件只有在完成對應設計后才能明確裝配關系。該技術會讓不同的裝配零件幾何模型體現參數化，以人機交互操作去頂不同零部件的相對定位、規格尺寸與各約束關系，也能積極開展零件干涉檢查與關鍵部位的力學性能分析。

（2）變動設計技術。經過傳統注塑模CAD系統來建立修改塑料制件的幾何模型往往難度較大，在研究中認為開展基于約束和特征的變動設計，能夠降低此難度。變動設計主張圍繞變動產品模型，展現特征模型、約束模型和尺寸驅動模型的特性，主力強調模型變動特性。

（3）智能化技術。如今隨著大數據的廣泛應用，更多的注塑模設計開始在計算機中開設已有知識庫、專家經驗庫以及邏輯推理庫等多項數據庫，通過遵循基于規則或基于事例的推理原則，提高注塑模CAD/CAM系統的智能性。

2.2 注塑模CAM技術

在注塑模CAM技術的應用研究中，其關鍵技術主要包括：可用系統三維曲面造型功能精確建模；以計算機程序算法來自動完成復雜型面的模具加工；同時還能夠直接由輔助系統控制刀位，自動干涉檢查刀具并就切刀行進軌跡進行規劃。如今，對曲面的加工思路主要有幾種：一是整體加工思想，通過整個加工面的不同加工軌跡進行邏輯性規劃，從而形成較為統一的行進路徑；二是分片加工思想，若加工面由多曲面拼接而成，則可集中處理片間干涉、逐片完成精確加工。可見，分片加工更加適用于擁有復雜型面的產品加工需求。

3 注塑模的CAD/CAM技術研究發展方向

（1）產品可變化。變動產品模型的設計研究將進一步加強。無論是以2D或3D幾何推理技來實現推理，還是以基于知識的高級約束管理與變動路徑求解技術，都可幫助完成理想化CAD技術系統的完善。

（2）復雜模具的一次成功。隨著技術的進步，大量的CAD輔助設計工具擁有更多智能化功能，可結合注塑模設計特性，直接嘗試開展復雜模具的一次設計，進一步提升設計的質量和效率。

（3）人工智能。在人工智能技術的大力創新發展下，注塑模CAD/CAM將迎來更多的升級機遇，CAD系統可發揮更高的實用性，完成全面自動化。

（4）綜合性集成化。注塑模CAD/CAM系統技術的集成化程度更高。未來將逐漸淘汰靠多軟件松散組合來完成離散數據傳輸的商品化集成系統，大量可基于產品數據變換標準設計制造的綜合性集成化系統會廣泛推廣普及。

4 結束語

CAD/CAM技術的發展經歷了幾十年的研究探索期，已經取得了各種成果，在技術上也趨于完善和成熟。隨著各種配套技術的發展，注塑模CAD/CAM技術的發展必然能夠在產品可變化、復雜模具一次成功、人工智能、綜合性集成化等方面獲得更多的發展。

[1]張琦.基于實例的注塑模具CAD/CAE/CAM集成技術研究[D].華北電力大學,2012.

[2]李和仙.CAD/CAM技術在現代模具生產中的應用現狀[J].裝備制造技術,2017(01)∶233～235.

許傲，男，1978年出生，貴州畢節人，研究生，副教授，研究方向：機械工程。

貴州省信息產業廳科研項目（12jxw12336-04）。