家電產品日漸大型化,為提高生產效率而開發的“一模多腔” 亦造成了家電壓鑄模具的日趨大型化,與此同時家電電子的迅猛發展也帶來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。因此積極采用先進設備,提高模具制造水平,才能取得顯著的經濟效益。
廣泛采用高速切削加工技術 高速切削加工一般用于大型家電覆蓋件模具,其曲面加工精度可達0.01mm。經高速銑削精加工后的模具型面,僅需略加拋光便可使用,節省了大量修磨、拋光的時間。高速切削加工大幅縮短了制模周期從而提高了產品市場競爭力。歐美模具企業所采用的用數控高速銑,五軸聯動居多,轉數一般在15000~30000r/min。另外,歐美模具企業還十分重視設備更新。設備折舊期限一般為4~5年。增加數控高速銑床,即是溫州模具企業設備投資的重點之一。
高速掃描機和模具掃描系統 高速掃描機和模具掃描系統提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能,大大縮短了壓鑄模具的研制與制造周期。有些快速掃描系統,可快速安裝在已有的數控銑床式加工中心上,實現快速數據采集、自動生成各種不同數控系統的加工程序、不同格式的CAD 數據,用于模具制造業的“逆向工程”。模具掃描系統已在歐美家電等行業得到成功應用。這方面的設備包括:英國雷尼紹公司的高速掃描儀(CYCLON SERIES2),該掃描儀可實現激光測頭和接觸式測頭優勢互補,激光掃描精度為 0.05mm,接觸式測頭掃描精度達0.02mm。
熱流道、氣輔模具進一步發展 國外許多塑料模具廠所生產的塑料模具80%以上采用了熱流道技術,效果十分明顯。歐美不少企業已能在電視機外殼,洗衣機外殼,以及一些厚壁塑料件的模具上成功地運用氣輔技術。氣體輔助注射成形具有注射壓力低、制品翹曲變形小、表面質量好以及易于成形壁厚差異較大的制品等優點,可在保證產品質量的前提下,大幅度降低成本。
快速成型技術和快速制模技術結合 家電市場競爭日益激烈,產品更新換代不斷加快,將快速成型技術和快速制模技術結合起來應用于模具制造,即利用快速原型技術制造產品零件的原型,再基于原型快速地制造出模具。應用RP、RT技術從溫州模具設計到制造完成,僅需傳統加工方法和成本的1/3和1/4左右。
歐美許多家電模廠家利用快速原型澆制硅橡膠模具,用于少量翻制塑料件,非常適合于產品的試制。歐美一些國家還用鋁材制造注塑模,可縮短注塑周期25~30%。大大減輕模具重量,研磨拋光時間縮短一半。西德研制了一種增強塑料,用來制造塑料模具的型腔和型芯,壽命達十萬件以上。
在歐洲模具展上,快速成型技術和快速制模技術占據了十分突出的位置,有SLA、SLS、FDM和LOM等各種類型的快速成型設備,也有專門提供原型制造服務的機構和公司。
優質模具材料及先進表面處理技術 歐美模具鋼發展的趨向是碳素工具鋼低合金工具鋼高合金工具鋼,相繼出現一系列新型模具材料, 模具標準鋼的合金化程度也日趨提高。例如美國, 15種熱作模具鋼合金元素全部大于5%, 而合金元素大于10%的有10 種,用量占80% 。國外相繼開發的新型熱作模具鋼包括: (1) 高淬透性特大型鍛壓模具鋼, 如國際標準ISO 中的40NiCrMoV7, 法國NF 標準中的40NCD16 等;(2) 高熱強性模具鋼, 如美國H10A,以及特殊鋼公司的5Mn15Ni5Cr8Mo2V2 鋼等; (3)高溫熱作模具鋼, 如美國T2M、T2C。
為了滿足冷作模具的特殊要求, 各國發展的新型冷作模具鋼有: (1) 高韌性、高耐磨性模具鋼, 如美國釩合金鋼公司的VascoDie(8Cr8Mo2Vsi)鋼等; (2)低合金空淬微變形鋼, 如美國ASTM標準鋼號A14、A16等; (3)粉末冶金冷作模具鋼, 如美國CPM10V, 德國320CrVMo13.5 等。
國外新型塑料模具鋼的發展趨勢主要有以下幾個方面: (1)易切削、拋光性好的塑料模具鋼, 如美國的412、M- 300, 日本的YAG, 英國的EAB, 瑞典的STAVAX- 13 等; (2) 預硬化型塑料模具鋼, 如美國P20、445, 日本的PDS, 德國MOVTREX- A(2312)等;(3)整體淬硬型塑料模具鋼, 如美國A2、D3 和H13等;(4)耐腐蝕塑料模具鋼, 如國標ISO 中的110Cr-Mo17, 瑞典ASSAB 公司的4Cr13 等。
模具表面處理的主要趨勢是:由滲入單一元素向多元素共滲、復合滲發展,由一般擴散向CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發展,可采用的鍍膜有:TiC、TiN、TiCN、TiAlN、CrN、Cr7C3、W2C等,同時熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發展。目前激光強化、輝光離子氮化及電鍍(刷鍍)防腐強化等技術也日益受到重視。
為了加強競爭力,國外模具鋼的生產從分散趨向于集中, 多家公司進行跨國合并。為了更好地進行競爭, 這些公司都建成了完善的、技術先進的模具鋼生產線和模具鋼科學研究基地, 形成幾個世界著名的工模具生產和科研中心, 以滿足迅速發展的模具工業。