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类型精密注塑.doc

  • 上传人:kpmy5893
  • 文档编号:6610638
  • 上传时间:2019-04-18
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    1、1我国精密注塑的发展20世纪70年代,塑料应用范围从生活用品扩大到工业领域,从机械、建筑深入到电子电器、仪表、航空等高精密尖端领域,消费量逐年增加。为适应这一发展趋势,精密注射成型技术得到开发和发展。精密注射成型是指成型制件的精度很高,而常规注射成型难以达到要求的一种注射成型方法,精密注射成型技术广泛应用于信息、机电、仪器仪表、航空航天等产业中。特别是精密塑件在电子领域中的应用,它降低了电子元件的成本,提高了电子元件的性能。精密注射成型是塑料注射成型加工发展的必然趋势。国内陶瓷粉末注射成型研究起步于20世纪80年代中期,主要有清华大学、上海硅酸盐研究所等几家单位参与。清华大学先后研究了陶瓷涡轮

    2、转子燃汽轮机陶瓷叶片和高强度高韧性氧化锆及氧化铝陶瓷的精密注射成型,并提出了微波快速脱脂新方法。目前,国内大学与企业在陶瓷精密注射成型制备技术通过合作不断研制和开发许多新产品,包括各种氧化锆、氧化铝结构陶瓷与生物陶瓷部件和产品,例如陶瓷表链、表壳、陶瓷套筒、透明氧化铝陶瓷托槽、陶瓷牙桩等,不但满足国内市场的需求,还有一些精密陶瓷产品出口到国外。当今,随着精密注射成型技术的完善与发展,已进入产业化应用阶段,成为国内外精密陶瓷零部件制备最有优势的先进成型技术4。2.国外精密注塑的发展对陶瓷和金属粉末精密注射成型技术的研究,日本、美国、德国和英国处于领先地位,国际上大部分粉末注射成型的研究论文和发明

    3、专利都出之于这些国家。这些国家的一个共同点就是大学研究机构与大公司密切合作,从而在理论基础研究和工艺技术研究方面都不断创新:一是注重粉体表面化学与有机载体相互作用及其流变学的研究,为此专门开发了粉末注射成型用粘结剂与添加剂,并且将粉末与粘结剂混炼、造粒,为用户提供不同陶瓷材料体系的注射成型用喂料,如:通讯产业中光纤连接器用四方相氧化锆陶瓷插芯(ferrule)的注射成型喂料,就主要被日本控制;二是注重脱脂新技术研发,日本、美国、德国分别提出超临界脱脂、溶解萃取脱脂和化学催化脱脂等新方法。此外,粉末注射成型机注射量的精度控制与模具的精密加工方面,上述发达国家也占有优势。3.精密注塑的发展趋势先进

    4、陶瓷精密注射成型的科学基础是现代高分子精密注塑理论和现代陶瓷制造技术,它将高分子流变学、陶瓷粉体技术、陶瓷工艺学和金属模具精密制造技术结合在一起.该技术突出的优点有:1.可净近成型各种复杂形状的陶瓷零部件,使烧结后的陶瓷产品无需进行机加工或少加工,从而减少昂贵的陶瓷成本;2.成型制品具有极高的尺寸精度和表面光洁度;3.可实现微成型制备范围内的微型陶瓷零件;4.成型过程机械化和自动化程度高,重复性好便于规模化低成本生产。该技术已用于陶瓷发动机、通讯产业中光纤连接器陶瓷插芯( Ferrule)。计算机工业中光盘和磁盘驱动用陶瓷轴承和生物医学用陶瓷制品等精密陶瓷件的制造。随着微注射成型新技术的发展,

    5、微型陶瓷部件将应用于环境要求苛刻、结构复杂的MEM S系统6。4.精密注塑的关键技术及问题利用CAE软件(如Moldflow)对制品进行模流分析,对于生产出高质量的制品是非常有利的。通过CAE软件的充模分析,我们可以获得更优化的工艺参数,可以获得合理的浇位置,提前预知产品的充模时间,充模压力,成型温度等参数,还可以通过调整冷却水道的布局来达到对制品快速均匀冷却的要求,这样在模具加工前就能从理论上保证制品成型时的质量要求7-10。同时,使用CAE软件进行模流分析还可以提前预知产品可能出现的缺陷,如气穴的产生及分布情况,产品充模情况和冷却后的翘曲情况,熔接痕的位置及分布状况,通过模拟分析,可以提前

    6、帮助工程师及早发现问题,从而解决这些可能存在的问题,达到提高产品质量的目的。因此,用CAE软件进行产品的成型模拟分析对于生产出高质量的制品是非常必要的。另外,我国注塑设备的持续发展,关键是加快转变传统陈旧的发展理念,加快推进自主创新科学发展观,加快破解制约注塑设备科学发展的矛盾和难题,加快构建有利于注塑设备科学发展的体制和机制,加快完善增长方式科学发展转型11-12。5.结束语对塑料制品高精度、高性能要求的日益增长是精密注射成型技术前进的动力,人们对精密注射成型原理理解的不断深化是精密注射成型技术进步的基础。随着新材料、新工艺和新设备的相继出现,尤其是计算机在塑料加工中的广泛应用,为精密注射技

    7、术创造了良好的条件。对只要合理的利用这些技术,就一定能生产出精密的制品。2005年国家制定的“十一五”规划,阐明了发展重点与方向,要求我们要根据国民经济各部门发展对塑料制品的需求,采取行之有效的政策和措施加快塑料工业的发展。为适应中国现代化快速发展要求和积极参与国际竞争,我们要加倍重视人力资源开发,提高全行业员工整体素质;要依靠科技进步,加快产业升级和技术创新;要不断调整产业结构,提高加工装备技术水平;实施名牌战略打造中国名牌企业,争取使更多的产品能够成为国家名牌免检产品,提高全国塑料产业的竞争实力,走从大国向强 国 迈 进 之 路 , 在 激 烈 的 国内 外 市 场 竞 争 中 立 于 世

    8、 界 之 林 。我国考古发现.早在2000 多年前. 我国已有冲压模具被用于制造铜器. 证明了中国古代冲压成型和冲压模具方面的成就就在世界领先.1953年. 长春第一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间.该厂于1958年开始制造汽车覆盖件模具.我国于20世纪60年代开始生产精冲模具.在走过了温长的发展道路之后.目前我国已形成了300多亿元(未包括港. 澳.台的统计数字.下同.)各类冲压模具的生产能力. 一.冲压模具市场情况 我国冲压模具无论在数量上.还是在质量.技术和能力等方面都已有了很大发展.但与国发经济需求和世界先进水平相比.差距仍很大.一些大型.精度. 复杂.长寿命的高档模具每年仍大量进口

    9、.特别是中高档轿车的覆盖件模具.目前仍主要依靠进口.一些低档次的简单冲模.已趋供过于求.市场竟争激烈. 现将2004年我国冲压模具市场情况简介如下: 据中国模具工业协会发布的统计材料.2004年我国冲压模具总产出约为220亿元. 其中出口0.75亿美元.约合6.2亿元. 根据我国海关统计资料.2004年我国共进口冲压模具5.61亿美联社元.约合46.6亿元. 从上述数字可以得出2004 年我国冲压模具市场总规模约为266.6亿元. 其中国内市场需求为260.4亿元.总供应约为213.8亿元.市场满足率为82%. 在上述供求总体情况中. 有几个具体情况必须说明:一是进口模具大部分是技术含量高的大

    10、型精密模具.而出口模具大部分是技术含量较低中的中低档模具.因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模具总体满足率.这些模具的发展已滞后于冲压件生产 .而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率,二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多.具有一定的竟争力.因此其在国际市场前景看好.2005年冲压模具出口达到1.46亿美元.比2004 年增长94.7%就可说明这一点,三是近年来港资.台资. 外资企业在我国发展迅速.这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料. 因此未能计入上述数字之中. 二. 冲压模具水平状况 近年来.我国冲压模具水平已有很大提高.大型冲压模具已

    11、能生产单套重量达50多吨的模具.为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了.精度达到1-2m.寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产. 表面粗糙度达到Ra 1.5m的精冲模 .大尺寸( 300mm)精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平.1. 模具 CAD/CAM技术状况 我国模具CAD/CAM 技术的发展已有 20多年历史.由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精神模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具 CAD/CAM系统.由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM 系统.上海交通大学

    12、开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成.20世纪90 年代以来 .国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术. 国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂.由华中理工大学作为技术依托单位 .开发的汽车车身与覆盖模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定. 在此期间.一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统.并在模具设计制造中实际应用.取得了显著效益.1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产.21世纪开始 CAD/CAM技术逐渐普及.现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术 .其中部分

    13、骨干重点企业还具备各CAE能力. 模具CAD/CAM 技术能显著缩短模具设计与制造周期 .降低生产成本.提高产品质量. 已成为人们的共识.在八五“.九五 期间.已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术. 数控加工的使用率也越来越高.并陆续引进了相当数量CAD/CAM系统.如美国EDS的UG.美国Parametric Technology公司 Pro/Engineer.美国CV 公司的CADSS.英国DELCAM公司的DOCT5.日本HZS公司的CRADE及space-E. 以色列公司的Cimatron 还引进了AutoCAD CATIA 等软件及法国Marta-Daravision公司用于汽

    14、车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件. 国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了CAD/CAM技术/DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维CAD,多数企业已经向三维过渡 .总图生产逐步代替零件图生产.且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域 . 在冲压成型CAE软件方面.除了引进的软件外. 华中科技术大学.吉林大学.湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件.并已在生实践中得到成功应用 .产生了良好的效益. 快速原型(RP)传统的快速经济模具相结合.快速制造大型汽车覆盖件模具.解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具.模具精度低.制件精度低.样样制作难等问题. 实

    15、现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造.它标志着RPM应用于汽车身大型覆盖件试制模具已取得了成功. 围绕着汽车车身试制.大型覆盖件模具的快速制造.近年来也涌现出一些新的快速成型方法.例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术.它们都表现出了降低成本.提高效率等优点. 2.模具设计与制造能力状况 在国家产业政策的正确引导下.经过几十年努力.现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平.包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用. 虽然如此.我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距 .这一些主要表现在高档轿车和大

    16、中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面.无论在设计还是加工工艺和能力方面.都有较大差距.轿车覆盖件模具.具有设计和制造难度大. 质量和精度要求高的特点.可代表覆盖件模具的水平.虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平.模具结构周期等方面.与国外相比还存在一定的差距. 标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具.是我国重点发展的精密模具品种.有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具.已基本达到国际水平. 但总体上和国外多工位级进模相比.在制造精度.使用寿命.模具结构和功能上. 仍存在一定差距. 汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完美. 高精度.高效益加工设备的使用越来越广泛

    17、.高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越多 .NC.DNC技术的应用越来越成熟.可以进行倾角加工超精加工.这些都提高了模具面加工精度.提高了模具的质量.缩短了模具的制造周期. 模具表面强化技术也得到广泛应用.工艺成熟.无污染.成本适中的离子渗氮技术越来越被认可.碳化物被覆处理(TD处理)及许多镀(涂)层技术在冲压模具上的应用日益增多 .真空处理技术.实型铸造技术.刃口堆焊技术等日趋成熟.激光切割和激光焊技术也得到了应用.2011年世界注塑模具行业发展现状 一、塑料模具简介 模具是由塑料、橡胶、金属、粉末、玻璃、玻璃钢等模具材料经加工设备加工而成的基础工艺装备,属于生产过程中的中间产

    18、品,用于最终产品的生产。模具加工是材料成型的重要方式之一,与机械加工相比,具有工序少、材料利用率高、能耗低、易生产、效益高等优点,因而在汽车、能源、机械、电子、信息、航空航天工业和日常生活用品的生产中被广泛应用。据统计,75%的粗加工工业产品零件、50% 的精加工零件由模具成型,家用电器行业80 %的零件、机电行业70 %以上的零件也都要靠模具加工。同时,模具工业又是无与伦比的“效益放大器“ 。据国外统计资料显示,模具可带动其相关产业的比例大约是1:100,即模具发展1 亿元,可带动相关产业100 亿元。在国外,模具又被称为“金钥匙 “、“进入富裕社会的原动力“等等。 根据成型方法的不同,则可

    19、分为注射模、冲压模、压铸模、锻压模。根据加工精度不同,最终可将模具统分为普通精度模具和精密模具两大类,一般认为,模具误差在2m内的即可称为精密模具。 由于塑料产品在人们生产生活中的广泛运用,塑料模具也成为模具产品中最常见的一种,使用的成型方法众多,包括注塑成型、压塑成型、吹塑成型等多种方法。其中,公司使用的产品成型方式是注塑成型。注塑成型是指将模具装夹在注塑机上后,将熔融塑料注进成型模腔内,当塑料在腔内冷却定型后,将上下模分开,通过顶出体系将成品从模腔顶出离开模具的生产过程。成品顶出后,模具再闭合进行下一次注塑,整个注塑进程循环进行。注塑成型方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料,是塑料产品

    20、成型采用的最普遍的方法。由于注塑成型方法一般对模具加工精度要求较高,因此,注塑模具是精密塑料模具产品的主要代表之一。 二、世界模具行业现状 模具行业的产品属于生产过程中的中间产品,其需求依赖于下游各行业的需求,世界经济的发展对模具行业的发展有着重要的作用。但是模具行业的下游行业包括汽车、能源、机械、电子、信息、航空航天工业和日常生活用品等多个行业,因此,单个行业在一定时期内需求并不能主导模具行业的发展,即使是在2001年和2008 年世界经济危机的背景下,模具行业市场规模仍然保持稳中有升的势头。总的来说,模具行业的发展依赖于下游行业的发展,但由于其产品的广泛运用,不依赖于下游某个具体行业的发展

    21、。 三、我国模具行业现状 (1 )国内模具行业的市场规模情况我国模具行业尽管起步较早,但初期一直作为下游生产企业的附属企业,模具商品流通率较低,限制了模具企业的发展。直至1987年, 模具才作为产品被列入机电产品目录,当时全国共有生产模具的厂点约 6,000家, 总产值约30亿元。经过20多年的发展,中国的模具工业已有了长足的进步。2010年中国模具行业产值达1120亿元,同比增长14%,进出口总额达42.58亿美元,其中进口20.62 亿美元,出口21.96亿美元,出口首超进口实现贸易顺差。 目前,我国模具行业的最大市场是汽车行业、电子信息行业、家电和办公设备、机械和建材行业。随着我国国民经

    22、济的迅速发展,人民收入水平的提高,对汽车、电子消费产品、家电等的需求不断增加,使得这些行业近年来进入一个高速发展的阶段,成为我国模具行业迅速发展的一个重要原因。 (2 )我国模具行业“十二五”规划 目前,全国已有20多个模具生产集聚区,而且一些新的生产集聚区也已开始逐渐形成规模,据不完全统计,已进入到各地模具生产集聚区(模具城、模具园区等)的企业有2000多家,年总产出规模已达300亿元以上,其中模具约占2/3。 中国模具工业“十二五”规划(以下简称“规划”)出台,为中国模具工业未来五年的发展制定了明确的发展目标和战略定位。规划指出,2015年中国模具工业总销售额1740 亿元,其中出口模具达

    23、到 40亿美元。 规划明确指出,“十二五”期间,国内市场国产模具自配率达到85%以上,中高档模具的比例达到40%以上,重点骨干企业达到160个左右,其中10亿元级企业10 个左右。重点骨干企业研发费用要占销售收入的5%左右,都要有自己的研发队伍和专利技术,其中半数左右要建立技术中心,使其逐步进入到为之服务的产品设计中去。这无疑是给中国模具制造企业提出了发展的明确方向。 (3 )国内模具企业地区分布情况我国模具行业经过多年发展,整体实力和综合竞争力显著增强,对汽车、家电等行业的服务能力大大提升。行业中已形成一定数量和实力的骨干企业,产品质量和技术水平有了很大提高,国外企业纷纷进入我国采购模具。目

    24、前,我国已经形成了华南、华北和华东三大主要模具生产基地,其中,华东和华南聚集了我国主要的大型模具企业,形成了一大批具有规模的模具城,产业聚集效应逐渐凸显。 目前深圳周边及珠江三角洲地区已经成为我国模具工业最为发达、科技含量最高的区域。据估计,今后几年,随着全球制造业重心加快向我国转移,这一地区可能在未来十年内发展成为世界模具生产中心。此外,国内浙江东部的余姚、宁海、黄岩、温州等地区的模具工业发展也非常快,从业人员达到10万余人,模具年产值90 亿元,随着我国制造业的发展,这些地区的模具工业将会有更大的发展。由于发达国家将制造业纷纷转移到我国,使我国模具工业面临空前的发展机遇。综合看来,预测在外资带动下,2011年我国模具市场总体规模将增加15左右,模具产值将达到1280亿元。

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