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主动接轨块状经济需求 以技术创新提升产业核心竞争力——高品质模具设计与制造关键技术获突破

发布时间:2011-04-25

 

 模具是制造业的基础工艺装备,被称为“制造业之母”。由于模具的技术水平在很大程度上决定着产品的质量、新产品的开发能力和企业的经济效益,因此模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。模具的应用范围十分广泛,在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中,60%-80%的零部件都依赖于模具成型,75%的粗加工产品零件、50%的精加工零件、绝大部分塑料制品都由模具成型,模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其它加工方法所不能替代的。模具又是“效益放大器”,该行业发展1亿元,将带动相关产业100亿元。模具产业在整个产业链中,基础作用明显,涉及家电、塑料、食品、工艺品、电器、仪表和汽车制造等10多个行业。“十五”期间,模具年平均增长速度达到20%左右。据中国模具工业协会统计,我国模具行业的生产企业和职工总数在世界上的排名已跃居第一,生产销量排名世界第三,仅次于日本和德国。目前,我国模具生产企业约有3万多家,从业人数80多万人。

  我省模具工业历史悠久,近10年来发展更为迅速,其规模仅次于广东省,居全国第二,发展速度远远高于全国平均水平。2005年,我省模具销售额超过100亿元,利润超15亿元,居全国前列。同时,我省模具工业产业集聚性明显,主要集中在宁波市和台州市,专业生产模具的企业有2000多家,从业人员10余万人。

  虽然模具行业是我省的优势和特色产业,但目前存在低端竞争,高端进口,高端模具产品严重短缺,成型工艺落后,模具标准件覆盖率低等问题,与兄弟省市相比存在一定差距。

  浙江工业大学机械工程学院依托自身技术、设备、人才和平台优势,针对我省模具行业的共性问题,以注塑模具和挤出模具为研究对象,以模具的设计、工艺和制造装备等三个方面为切入点,提出了“高品质模具设计与制造关键技术研究开发”项目,为全省模具企业提供高品质模具数字化设计制造的解决方案及模具精密加工与抛光装备支持,达到缩短模具开发周期,提高模具寿命,降低模具设计制造成本的目的。项目在以下关键共性技术方面获得了重要突破:

  一是针对典型塑料模具企业的业务流程提出了数字化设计解决方案,实现了复杂制品三维CAE模型的网格自动修复,大大减少了复杂制件CAE分析的修模工作量。二是探索了典型汽车塑件的气辅成型先进工艺,通过工程实例分析得到了关键参数与制品质量之间关系的定性和定量解。三是研制了气泵式手持柔性抛光装置,以气压控制抛光头柔度,初步替代了传统依赖手工进行非结构表面抛光。同等抛光效果下,抛光效率提高了30%,为自动化抛光提供了工艺与装置借鉴。四是开发了针对超长挤出平模头表面终加工工序的自动化抛光设备,在同类设备中首次提出自为基准的直线度检测技术。该技术以三点测量的基本原理为基础,以工件表面为基准,通过测量—移动—测量,完成整个长度的测量,根据测得的数据进行处理,可以精确地计算出直线度,无需精密导轨。五是自主研发了快速调整自动平模头系列和多层共挤复合模头模具两类新产品,改进了挤出模头斜节流棒的调节装置,设计了推拉式上模唇微调结构,实现了高精度调节。六是开发了一种多层共挤复合分配器,安装在挤出机至挤出平模头之间,其设置的调节装置可在线随意独立调节分流道通向主流道的缝隙,以改变各层流道的熔体流量比例,达到各层复合比例要求,避免了停机调节带来的一系列损失。

  在项目支持下开发的模具数字化设计平台在浙江金典模具有限公司得到应用。其汽车模具产品全部经由PDM系统进行数据管理与流转,CAE分析的前端数据修复应用了本项目的CAE集成系统。同时项目研制的手持式气囊抛光装置应用于公司大型汽车模具(保险杠、卡车内饰件等)的抛光工序,显著提高了抛光效率。大平面自动抛光设备应用于浙江精诚模具机械有限公司,在国内首次实现了超长挤出平模头表面的光整加工。快速调整自动平模头系列和多层共挤复合模头模具两类新产品2007年实现了产业化生产,同类产品国内市场占有率达80%,并部分出口。

  项目研发的模具数字化设计平台、模具抛光技术与装备以及新型模具产品开发等,为我省高品质模具设计制造提供了有力的技术支撑,有助于改变现有产品低端竞争、高端进口的不合理现状,打破国外模具技术与装备的封锁,对于促进全省模具行业的整体发展具有重要意义。研究成果的进一步推广,有望从技术层面提升全省模具行业的整体竞争力。

(来源:浙江省科技厅 作者:省科技厅计财处)

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