深度解析 | 从DMC看我国模具技术的发展趋势——之「模具 CAD/CAM/CAE 技术」

DMC2016是一届世界领先水平的先进模具、设备、技术与展览并举的国际化盛会，在展出的塑料模具、冲压模具、汽车覆盖件模具、铸造模具、模具标准件、模具材料、模具CAD/CAM/CAE、模具智能化以及互联网 + 等技术与产品中，有161副模具和10个标准件角逐“精模奖”，基本反映出了我国模具及其相关技术的发展状况与前沿水平，本文就模具 CAD/CAM/CAE 技术、模具智能化的技术及其发展水平进行评述。

"模具 CAD/CAM/CAE 技术"

在《中国制造 2025》的宏伟蓝图指引下，本届模具技术的自动化、网络化、智能化成为展会的亮点和特色。本届展会另一个可喜的变化是参展的 CAD/CAM/CAE 产品，大多是由我国自主创新和研发的，一扫以往在 CAD/CAM/CAE 领域由海外公司唱主角，本土公司唱配角的尴尬局面。

在信息集成和信息化管理技术方面，武汉益模科技股份有限公司、北京数码大方科技股份有限公司（CAXA）、苏州市方天科技软件有限公司、苏州微缔软件股份有限公司等都推出了为模具企业量身定制的一体化解决方案。例如武汉益模科技股份有限公司的 EMan，是一款在众多模具企业成功应用的模具制造执行系统，以工程设计为龙头、计划管理为核心，通过 MPS、APS 两大计划体系，涵盖从意向订单到模具报价、项目控制、设计管理、采购库存、装配试模、维修保养的模具制造全生命周期。再如北京数码大方科技股份有限公司（CAXA）为模具企业提供了数字化设计、数字化制造、产品全生命周期管理以及工业云的服务，为大专院校提供数字化教学、数字化实训等解决方案，致力于全面提升模具企业的创新设计能力、制造能力以及人才保障服务。

另外，我国的一批著名重点高校多年来一直为模具行业提供 CAD/CAM/CAE 产品和输送优秀专业人才。本届模展，华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室、上海交通大学、西安交通大学等高校都介绍了他们近两年来在模具 CAD/CAM/CAE方面的新产品和新成就。例如华中科技大学模具成形技术与模具技术国家重点实验室这次展示的塑料注射成形模拟软件、复合塑料结构 / 成形 / 性能一体化优化方案、铸造液态成形模拟软件、板料成形模拟软件、基于知识的模具制造技术和面向模具企业的生产管理技术等，所提供的先进技术和共性平台为模具企业开展材料成形领域基础研究、技术创新和人才培养，起到了很好的支撑作用。又如上海申模计算机系统集成有限公司，旨在为模具企业提供专业咨询，并根据用户需求，提供模具制造全过程的技术服务，其服务内容从研究开发、技术转移、系统集成、工程支持到人才孵化。

随着数字化与工业化融合的加深，为企业提供自动化全面解决方案的产品不断涌现，在本次展会上表现突出。广州中望龙腾软件股份有限公司为了满足模具行业与日俱增的业务要求，将他们的 CAD 机械版、冲压模具版、塑料模具版集成在新一代 CAD 平台上，为用户定制专属的 CAD/CAM 应用方案。又如苏州帮模网络科技有限公司开发的“帮模网”、中国模具工业协会联手北京数码大方科技股份有限公司（CAXA）开发的“精模网”，以互联网先进技术为依托，提供模具行业的专业信息服务，促进和提升模具行业信息化的应用水平，实现模具企业的转型升级和提质增效。可以预料，随着自动化、网络化、智能化的推广和普及，我国模具行业将在中国制造 2025的进程中更上一层楼。

"模具智能化"

《中国制造 2025》的主要内容之一是智能制造，在数字化的基础上，智能化的研究和开发工作在我国模具行业也已起步并初见成效。与上届展会相比，本届展会模具智能化进展显著。例如深圳群达集团所属的福达智能事业部研发的模具内全过程质量传感器以及带有模内在线感知系统的注塑成型智能模具，能够实时感知模具内注射、保压、冷却阶段塑料熔体的成形信息，实现模具内塑料熔体信息的可视化，控制注塑工艺，在冷流道的条件下获得塑件的高精度。又如华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室研发的智能型塑料注射机，已具有初始工艺参数自动设置、成形缺陷在线检测和消除、产品质量在线控制三大功能。

另外，武汉益模科技股份有限公司参展的是一台注塑模具电极三坐标智能化检测系统，不同的电极置放在工件架上，fanuc 机器人 J6 手臂上安装有条形码探头，根据 ERP 系统安排的工序指令，机械臂扫描获得待检电极位置并夹持到三坐标检测机平台，准确放置到检测位置并可靠定位。系统主动调用对应电极检测程序，启动自动检测，检测完毕机械臂取下电极放入工件架。此系统是模具制造过程智能化的一个典型应用。武汉益模科技股份有限公司还在展会上发布了 EMoldDM( 设计信息化 )、EMan( 管理信息化 )、EAct( 半自动化 )、EAtm( 全自动化 ) 系列解决方案，为分步实现模具工业 4.0 提出了规划图。

盐城市建得模塑有限公司参展的是带智能监控的起亚 2016 款汽车玻璃水壶上壳模具。塑件采用 PP 料，开口边缘较厚，后续需要超声波熔焊，要求较高的边缘平整度，因此对注塑成形工艺提出了较高的要求。该模具采用自主研发的模内监控系统来提高工艺监测水平，安装有型腔内温度和压力传感器，通过信号放大器后输入显示器可以观察模内温度和压力随时间变化的曲线，也可以通过数据接口存储和追溯历史工艺数据。尽管硬件朴素、软件界面还不太完美，却也开启了自主开发模具智能监控的实践之路，反映了当代中国新兴工业城市中民营企业的勇气和活力以及对信息化技术融入传统模具制造业的迫切愿望。

模具智能化的实质是材料加工、成形工艺及其模具装备技术的信息化和智能化。智能化包含两个方面，一方面是模具或装备本身的智能化，称为模具智能化。具有感知、分析、决策和控制功能的模具，即为智能模具。智能化建立在信息化基础之上，因此在模具内必须安装有压力、温度、速度、位置、光学等至少一种传感器，可以把工艺参数数字化、信息化。模具智能化包含了材料成形工艺过程的智能化，把材料成形过程中各工序所用智能化模具通过软件系统进行整合，可以形成智能化加工流水线，进而连成智能化工厂。在伺服冲压技术逐渐成熟和推广应用的今天，利用伺服冲床一个冲程中可变速、可停歇的功能特点，以级进冲压为基础的多工位、多工艺复合的材料加工新模式已经出现。模内加热、锻压、局部热处理、模内焊接、局部注塑、激光切割、表面处理、模内装配、模内检测等工艺过程，都可以整合在一台或多台冲床级进自动完成，而智能化控制是这种集成高效生产方式的纽带。第二方面是模具制造过程的智能化，称为模具制造智能化。其智能化的含义为，基于模具CAD/CAM/CAE/ 和制造过程 CAPP/PLM/PDM/ERP/ 等软件平台、云平台、大数据等技术，能够自动、柔性调配生产装备和人力资源，实时监控和智能调整模具制造过程，提高模具制造质量和效率，促使模具企业向上下游延伸。

近年来，信息化智能化技术在模具相关领域的开发和应用案例层出不穷。模具智能化的专业范围和术语界定也引起了业内的广泛关注。只有高技术高水平的应用开发和推广，才能大规模的提升我国制造业的整体水平。信息化技术是能够把这些先进制造工艺规范和装备复制推广的最佳手段。通过信息化，一个专业内优秀的工艺分析优化软件平台，可能提炼、融合世界上几十年、上百年该专业的工艺技术，通过该软件平台可以使我们在最短的时间内，以最低的成本推动专业现代化的水平。而模具由于其对工艺的规范和生产的保障能力等特殊性，是工业信息化技术应用最早并具有很高应用价值的领域。

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。