先进家电模具的制造技术

先进家电模具的制造技术

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家电产品日渐大型化，为提高生产效率而开发的“一模多腔” 亦造成了家电模具的日趋大型化，与此同时家电电子的迅猛发展也带来了零件的微型化及精密化，有些模具的加工精度公差就要求在１μｍ以下。因此积极采用先进设备，提高模具制造水平，才能取得显著的经济效益。

　　广泛采用高速切削加工技术　高速切削加工一般用于大型家电覆盖件模具,其曲面加工精度可达0.01mm。经高速铣削精加工后的模具型面，仅需略加抛光便可使用，节省了大量修磨、抛光的时间。高速切削加工大幅缩短了制模周期从而提高了产品市场竞争力。欧美模具企业所采用的用数控高速铣，五轴联动居多，转数一般在15000～30000r/min。另外，欧美模具企业还十分重视设备更新。设备折旧期限一般为4～5年。增加数控高速铣床，即是模具企业设备投资的重点之一。

　　高速扫描机和模具扫描系统　高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能,大大缩短了模具的研制与制造周期。有些快速扫描系统,可快速安装在已有的数控铣床式加工中心上,实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据,用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在欧美家电等行业得到成功应用。这方面的设备包括:英国雷尼绍公司的高速扫描仪(CYCLON SERIES2),该扫描仪可实现激光测头和接触式测头优势互补,激光扫描精度为 0.05mm,接触式测头扫描精度达0.02mm。

模具扫描机大大缩短了模具的研制周期

　　热流道、气辅模具进一步发展　国外许多塑料模具厂所生产的塑料模具80%以上采用了热流道技术，效果十分明显。欧美不少企业已能在电视机外壳，洗衣机外壳，以及一些厚壁塑料件的模具上成功地运用气辅技术。气体辅助注射成形具有注射压力低、制品翘曲变形小、表面质量好以及易于成形壁厚差异较大的制品等优点，可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。

　　快速成型技术和快速制模技术结合　家电市场竞争日益激烈，产品更新换代不断加快，将快速成型技术和快速制模技术结合起来应用于模具制造，即利用快速原型技术制造产品零件的原型，再基于原型快速地制造出模具。应用RP、RT技术从模具设计到制造完成，仅需传统加工方法和成本的1/3和1/4左右。

　　欧美许多家电模厂家利用快速原型浇制硅橡胶模具，用于少量翻制塑料件，非常适合于产品的试制。欧美一些国家还用铝材制造注塑模，可缩短注塑周期25~30%。大大减轻模具重量，研磨抛光时间缩短一半。西德研制了一种增强塑料，用来制造塑料模具的型腔和型芯，寿命达十万件以上。

　　在欧洲模具展上，快速成型技术和快速制模技术占据了十分突出的位置，有SLA、SLS、FDM和LOM等各种类型的快速成型设备，也有专门提供原型制造服务的机构和公司。

　　优质模具材料及先进表面处理技术　欧美模具钢发展的趋向是碳素工具钢低合金工具钢高合金工具钢，相继出现一系列新型模具材料,模具标准钢的合金化程度也日趋提高。例如美国, 15种热作模具钢合金元素全部大于5%, 而合金元素大于10%的有10 种，用量占80%。国外相继开发的新型热作模具钢包括: （1） 高淬透性特大型锻压模具钢, 如国际标准ISO中的40NiCrMoV7, 法国NF 标准中的40NCD16等；（2） 高热强性模具钢, 如美国H10A，以及特殊钢公司的5Mn15Ni5Cr8Mo2V2钢等； （3）高温热作模具钢, 如美国T2M、T2C。

　　为了满足冷作模具的特殊要求, 各国发展的新型冷作模具钢有:（1） 高韧性、高耐磨性模具钢, 如美国钒合金钢公司的VascoDie(8Cr8Mo2Vsi)钢等； （2）低合金空淬微变形钢, 如美国ASTM标准钢号A14、A16等； （3）粉末冶金冷作模具钢, 如美国CPM10V, 德国320CrVMo13.5等。

　　国外新型塑料模具钢的发展趋势主要有以下几个方面: （1）易切削、抛光性好的塑料模具钢,如美国的412、M- 300, 日本的YAG,英国的EAB, 瑞典的STAVAX- 13 等； （2） 预硬化型塑料模具钢, 如美国P20、445,日本的PDS, 德国MOVTREX- A(2312)等；（3）整体淬硬型塑料模具钢, 如美国A2、D3和H13等；（4）耐腐蚀塑料模具钢,如国标ISO 中的110Cr-Mo17, 瑞典ASSAB公司的4Cr13 等。

　　模具表面处理的主要趋势是：由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗发展，由一般扩散向CVD、PVD、PCVD、离子渗入、离子注入等方向发展，可采用的镀膜有：TiC、TiN、TiCN、TiAlN、CrN、Cr7C3、W2C等，同时热处理手段由大气热处理向真空热处理发展。目前激光强化、辉光离子氮化及电镀（刷镀）防腐强化等技术也日益受到重视。

　　为了加强竞争力,国外模具钢的生产从分散趋向于集中,多家公司进行跨国合并。为了更好地进行竞争, 这些公司都建成了完善的、技术先进的模具钢生产线和模具钢科学研究基地,形成几个世界著名的工模具生产和科研中心, 以满足迅速发展的模具工业。

新型模具材料不断涌现