摘要：模具是当代工业中重要的设备之一，在汽车、航空、电器电机、仪器仪表、军工等多个领域中均有着较高的应用价值，技术在所有的金属零件当中都需要应用在模具而制作。应用模具可以促使制件的生产效率、生产质量、材料损耗、成本等多方面得到改进。但是，因为社会的持续性发展，各种制件的更新换代速度也非常快，这也对模具设计与制造技术提出了更高的质量要求，市场竞争压力较高。
关键词：快速模具设计；制造技术；相关要点
1、快速模具制造技术的概述
1.1快速模具制造技术的概念
快速模具制造技术，就是通过采用快速成型技术运用一些直接或者间接的方法对所需要的模具进行准确、快速制造的过程。经过了近些年来的不断发展，现在已经形成了很多种新类型的快速模具制造技术。快速模具制造技术是在计算机辅助设计模型的基础上研究出来的，它不依赖于任何辅助性的加工工具，在具体操作及应用的过程中，该技术不仅能够保证产品生产与制造的精准度，同时还能够有效减少为产品设计与生产时间，从而使产品的生产成本也能得到有效降低。
1.2快速模具制造技术的分类
1.2.1直接制模法
直接制模法指的是直接运用原型机械制造出能够进行大量生产的型芯及模型，而后再对模型或者是型芯进一步处理与加工，这样就能使制造出来的模具更具精准度且性能也可以相对更好些，使模具或型芯直接用于厂家的批量生产。这种直接制模法一般都应用于金属等相关材料的模具制造方面。直接制模法由于可以发挥原型技术的速度，而且这种制模技术的操作过程相对较为简单，尤其是要对那些形状复杂并需要冷却的系统零件，直接制模技术更是有着不可替代的优势。虽然直接制模法的优点相对较多，但是在精准度方面以及模具性能方面都存在较大的难度，而且对于模具的尺度也会有一定的影响和限制。本文介绍了4种快速成型的制模技术，分别为：
①光固化快速成型工艺技术。采用这种技术直接制造出来的树脂模具，具有很强的柔韧性，一般规模较小的塑料零部件模具的批量生产都采用这种工艺技术。
②叠层制造技术。运用这项技术时，要配用特殊纸材才可以制造纸质模具。制造出来的模具与木模具相比具有的强度是一样的，而且耐磨性也比较强，采用这种制造技术不但可以应用于小规模的批量生产，而且由于它具有良好的精准度与强度，还能够适用于大型的木模制造。
③选择性激光烧结快速成型工艺技术。这种工艺技术的主要优势在于可以采用树脂和金属粉等材料进行直接制模。
④融化沉积技术。这种制模方法是通过喷头将流动的材料按照模具的路径沉积在规定的位置凝结成型，再分层沉积，最后凝结成完整的模具。
1.2.2间接制模法
这种方法根据量产原型机械，首先制造产品的外部形状，然后再对原型件进行翻制，最后得到大批量的相同模具。间接制模法与直接制模法相比较，在制作过程中结合了原型技术与翻制技术，因此能够更好地把握模具的性能以及精准度，从而使产品的成本能够得到有效控制和降低。这种制模法一般适用于金属树脂、硅胶及喷涂模等，用这种制模方法可以生产出硬质模具和软质模具，具体如下：
①硬质模具。这种模具使用的是钢质材料，快速制造这种模具的方法一般有陶瓷精密制模法和熔模制模法两种。
②软质模具。这种模具使用的材料一般都是软物质，例如树脂、铝以及硅胶等等，这些材料的成本相对较低，而且周期较短，因此主要适用于航空及军事领域的单件或者是小批量的产品制造，同时它也适用于一些种类较多以及更新速度较快的一些现代产品制造中。
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2、快速模具的主要特点
与传统模具相比，快速模具具有时间短、精准度高以及成本低的特点。完成传统模具的制造一般要花费60~90天的时间，在制造较为复杂的模具时，制作工序所花费的时间还要再增加，一些不能借助辅助刀具加工的部位，还需要通过计算机数控机床进行加工，所以说传统的制造模具加工过程需要较长的时间才能完成。而快速模具主要是以原型件为基础，加工时一般只需要用几个小时的时间就可以了，加上脱蜡的过程，大概花费4天左右的时间就可以了。因此，快速模具技术可以大大缩短模具的加工时间。传统模具在制造及加工过程中，由于会用到一些辅助刀具，会对刀具产生磨损，因此需要对已经磨损的刀具进行多次更换和安装，这样对于模具的精准度就会产生影响。而快速模具制造，只需对不同温度差下的材料收缩度进行掌控，就可以在加工时实现对精准度地控制了。传统模具在制造过程中需要用到电极以及刀具，会产生大量的废料也会有一定的损耗，因此制造的成本相对较大。而快速模具在制造过程中是不需要借助任何的辅助工具的，因此也不会产生废料和消耗，制造模具时所需的成本也相对较低。
3、快速模具制造技术的应用研究
目前，快速模具制造技术虽然已经取得了较为明显的成果，但是不能满足工业化生产的需求。因此要扩大快速模具制造技术的使用范围及领域。目前快速模具使用的材料是传统材料，但由于快速模具制造属于新类型的生产形式，因此日后这项技术的发展方向会侧重于新的工艺技术或是采用新模具材料，从而能够开发出强度更高的金属模具，使成本在现有的基础上得到更大程度的降低，同时，产品的生产时间也将会大大缩短。除此之外，模具制造的精准度也应该再有所提高。
4、模具设计与制造技术的发展趋势
4.1多元化趋势
这里所指的多元化发展趋势主要是在于集成化、智能化、网络化、柔性化、自动化以及数字化。其中，数字化是模具设计与制造领域近些年的主要发展趋势之一，而自动化则是提升设计与制造效率、控制成本的有效措施，是满足市场需求的有效方法。柔性化是实现小批量、多品种生产的一种发展趋势。集成化则是应用多种现代化技术实现一次性多项目的设计与制造工作，一般是以整合并行设计、设计与制造一体化、虚拟制造以及反求工程等工作。智能化则是借助人工神经网络、遗传基因、模糊推理以及专家系统等多项技术而实现问题的智能化解决，同时实现一定程度的智能化设计与制造，在提升设计与制造效率的同时提高其工作质量。网络化则是可以实现跨地区、跨时间的设计与制造技术，是突出资源整合与共享的关键性技术还在意。
4.2模具检测与加工设备高精度、多功能方向
伴随着社会的不断发展，模具本身的使用价值必然会不断提高，同时市场中对于模具的精度要求也会不断的提高，模具必然会想着复杂、大型、精密多个方向发展，其中对于模具的检测设备要求也会跟高。例如，当前欧美等国家已经基本实现了高精度三坐标测量机的数字化扫描技术，这一项技术也是我国目前需要引进并创新的技术，该技术能够实现实物的测量、数字模型的建设、工程图纸的输出、模具全过程制造检测等效果，是提高设计与制造水平的重点趋势。另外，高速铣削技术也是未来的主要发展趋势，其能够实现自动化的加工，是提高加工效益的有效方法。
结束语
目前，我国的快速模具制造技术已被广泛应用于各类模具制造加工及生产中，它在很大程度上降低了成本，缩短了产品开发与生产的时间，使生产效率得到明显提高，为产品能够更早进入市场提供了更好的保证。综上所述，应用快速模具制造技术，不仅符合当代市场快速发展规律的需求，同时又能够为企业创造出更大的经济效益。
参考文献：
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[2]田勇峰.模具设计与制造的现状及发展趋势[J].南方农机，2016.
[3]南长峰.模具设计与制造技术的发展趋势[J].航空制造技术，2015.
论文作者:陈绪刚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/20
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