数电模具的发展前景和方向

郭楷丹

摘 要 数电模具是目前电子与模具相结合的一个专门学科，它是随着模具加工高精度、高强度和高硬度的要求而发展起来的。在数电控制领域，对于模具的精加工已经不是一个十分年轻的概念，然而，数电模具的发展并不仅仅局限于眼前的发展，经过研究，数电模具还有十分广阔的发展前景。在本篇文章中，作者根据自己多年的从业经验和研究结果，与广大读者就数电模具的发展前景和发展方向展开讨论，希望能够对未来行业的发展做出贡献。

关键词 数电模具；前景；发展方向

中图分类号 TG7 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）161-0129-02

近年来，电子与机械的快速发展，使得机械加工行业的一个高端领域获得了前所未有的新高度，那就是模具的精细加工，这也是伴随着科技发展，为了适应更高精度、更高强度和更高硬度的零部件设计和加工而发展出来的一个新的领域。电子技术的核心有2个：一是传输信息；二是进行精准控制，这正为模具行业向着精加工方向发展增添了强有力的臂膀。那么，就整体而言，数电模具的发展都有哪些前景呢？其发展的方向又有哪些呢？

1 数电模具的发展前景

数电模具的发展前景可谓十分的广阔，未来将会覆盖到大多数的工业领域，必然成为制造业大发展的一个重要支柱。

1.1 社会化大生产对数电模具的需求

工业社会最重要的一个词汇就是“效率”，生产力的提升最重要的也就是效率的提升。以前10个农民一年才能种100亩地，现代农业的大机械化使得1个农民能够轻松管理上万亩的土地，这就叫生产力的发展；过去一台注射剂在一个生产节拍内只能生产1个零件并且精度还得不到保障，利用先进的数电模具和一模多腔技术，一个生产节拍内可以同时生产10个高精度的零件，这就叫效率的提升。如今，在很多领域，设备和模具的开发无法满足人们对于大生产的需求。例如，对于一模多腔问题，对于流道的平衡已经成为了一个涉及到材料学、电器学、流体力学和热力学的一个专业性强的研究方向，怎样保持同一个模具中不同型腔做出来的零件外观和性能的一致性，是数电模具需要解决的一个重要问题。另外，随着零件精度要求的提升，模具材料、模具开发和加工工艺以及待加工材料的性能之间的匹配也是一个限制数电模具发展的重要课题，如何设计和开发出与待加工材料性能完全匹配的高精度模具，成为工业社会越来越大的诉求。类似的问题还有很多，都需要从业者积极发挥自己的主观能动性，多接触和学习其他方面和领域的知识，摸索出更好的模具设计和开发方法。基于以上阐述，不难发现，数电模具的发展道路上还有很多座高山需要翻越，数电模具的发展仍有很好的前景。

1.2 零部件的精细化对数电模具发展的需求

数学模型、设计模型以及加工之间的差别通常决定着一个零件能否发挥出其设计效用的关键，这也就是加工的精度问题。通常我们可以看到，加工精度在±0.1g时，用于TGA实验的铝制坩埚可以论重量来计算价格，也就是说很多值钱，但是如果将加工精度提升到±0.001，那么就可以用数量来计价了，一个重量不超过0.15g的铝制品就可以买到5元钱。对于很多精密仪器来说，其使用的零部件的精密程度往往决定了整台设备的精密度，并且往往对零部件的精度要求要高于整台设备。至于这些零部件的加工，需要的是精度更高的模具，因此，数电模具加工行业永远不会没落并且就目前看，还有很大的发展前景。

2 数电模具发展的方向

需求产生市场，而市场才是发展前景的最大保障。数电模具解决了其赖以生存的前景问题，那么就要考虑其发展的方向问题了。数电模具作为电控技术与模具精加工技术的结合，将会朝向怎样的方向进行发展呢？

2.1 设计的智能化

模具加工的源头在于设计，这里的设计不仅仅是模具外形、型腔或者流道的平衡设计，还有更多的设计到加工顺序、后处理工序的设计等。模具的后处理工序的设计能够展现出设计人员和设计团队深厚的设计经验和全面的材料学知识，可以说，凭借不同的思路，不同的设计团队设计出来的模具很难完全一样。于是，模具设计的标准化延伸出来的智能化成为了数电模具开发的一个重要方向。运用现代先进的云服务和高速的计算系统，将模具的加工材料、材料性能和使用条件进行输入，然后由计算机智能化根据以往的模具设计“经验”和案例进行第一步的设计工作，然后由设计师针对设计模型的重点部位进行有针对性的点检；其次，当设计人员将设计好的模具数模在计算机中运行时，计算机程序能够根据自己掌握的材料学和流体力学以及热学等知识对原材料在模具中的实时状态进行模拟，以便提前找出设计的漏洞和风险；当人们将一个新的模具设计出来并投入到使用中后，应该对模具的设计理念和设计过程数据存入到数据库中，以便为数电模具行业智能化的发展提供更多的“养分”。

2.2 开发的协同化

由于数电模具的开发和应用在未来的发展中很可能跨越很多的学科，这也会使得一套数电模具的开发由于模具附加技术价值的增大而更加经不起失败。在这种情况下，一套数电模具的开发就牵扯到了更多从事不同行业研究的人们共同的参与。材料工程师复杂模具材料的选择和甄别，力学工程师负责从专业的角度审视每一个方案的力学效果，有没有应力集中点等，流体力学工程师负责根据待加工材料的性能模拟出流体在型腔中的流动情况和质量分配等，有时候遇到高分子的材料还要充分考虑分子的结晶和内应力等。模具开发的协同化必然会成为一个数电模具开发的发展方向，在未来的发展过程中，团队将代替个人成为设计开发的主流，用来实现更加科学并且误差最小的模具开发工作，这也是大多数行业必须经历的一个阶段，产品的复杂化要求和学科的越分越细使得任何一个人都不在有能力完成一项高精度模具的开发工作。同时，标准化与统一化避免了个人因素带入的误差。

2.3 加工的精细化

数电模具的零部件生产，在精确度方面要求较高，为了实现此目标，数控机床的精确度和稳定性必须得以保障。目前的数控机床技术，在一定程度上具有精确性，数据误差控制在了可观的范围之内，但是在精确度上依然有提高的必要性和可行性。时下的零下生产精度不能满足实际需求，且精度的高低对模具的价值具有重要影响，这种现实性对生产精度的提高提出了必然要求；而新兴的闭环补偿控制技术、亚微米以及纳米技术则为模具生产精度的提高提供了可行性。所以，未来的数电模具生产向着更高的精度发展是毋庸置疑的，且会有愈来愈多的新兴技术出现以利于向这个方向迈进。

2.4 运作高速化

提高操作的速度，不仅是对时间的有效利用，也是提高数电模具生产质量的有效途径。通过其高切削的速度，数控机床可以减少震动，提高自身的稳定性，并且减少机床产生的热量，有效避免数电模具发生热变，同时对主轴的切削力度形成弱化影响，减少主轴的损耗，这些有效促进了数电模具生产的精度，所以，操作高速化具有现实必要性。此外，高效的主轴系统程序设计的实现、切削床具刚度的提高、运算和通信能力的有效提高，为操作向着高速化发展提供了可行性。

3 结论

任何行业的发展都必然面对团队取代个人，行业标准取代个人习惯的过程，数电模具也不例外。在未来的发展过程中，从业人员应当始终坚信本行业的发展前景，同时顺应时代潮流，才能够在改革和发展的巨大浪潮中与时俱进，对于个人和整个行业的整体发展都是极其有益的。

参考文献

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