浅析我国模具制造技术及其应用

进入21世纪,制造业的竞争更趋激烈,全球市场一体化进一步形成与完善,产品的开发速度往往成为关系到竞争成败的主要因素。制造业需要满足多样化且日益变化的用户需求,又要求制造技术具有很强的灵活性,能够以小批量甚至单件生产而不增加产品的成本。因此,产品开发的快速性和制造技术的柔性就变得十分关键。
快速原型(rapidprototyping,rp)制造技术产生20多年来,基于“离散-堆积”原理和增材制造的方法,具有高度柔性的制造思想已经被企业界广泛接受,其应用已从最初的设计原型和测试原型制造向最终产品制造的方向发展。这项技术已经扩展为快速制造(rapidmanufacturing,rm)。据国际模协秘书长罗百辉介绍,快速制造作为一种新的生产模式,可分为直接快速制造与间接快速制造两大类。其中,直接快速制造指的是通过快速制造直接完成功能零件或具有完全功能的结构件;间接快速制造是指通过rm完成工、模具制造,再采用工模具进行零件的制造,又称快速工模具制造(rapidtooling,rt)。
全球范围的厂商纷纷采用rp和rm技术来简化产品的开发过程,提高生产效率,增强产品竞争力,rp和rm技术呈现波浪式前进的势头。从国际市场来看,rp市场正逐渐向rm市场发展,rp市场本身已进入成熟的商业化阶段,各种工艺以及相应的设备均具有比较固定的应用对象,有关rp设备制造厂商和rp技术服务厂商各在其领域内有相当程度的知名度,如美国的3dsystems、stratasys、zcorp公司,德国的eos公司,以色列的objet公司,瑞典的arcam公司等;而rm技术日趋成熟,明显具有潜在的市场,已开始引发生产厂商极大的重视,rm技术的每一点进步都被他们收入眼帘,并且对于其产品化的前景给予关注,rm技术已处于形成新产业的前夜。上述rp领域的知名公司,相当一部分亦开发出属于rm领域的新技术、新工艺和新设备。
中国的rp市场已经度过了启蒙期,正处于快速发展的阶段,国内众多用户群为国外rp厂商所艳羡,纷纷寻找商机进入中国市场。从第十届北京国际机床博览会反映的情况来看,南方市场和华东市场的发展最为迅速;北方以北京为rp和rm科技研发中心,既促进了此领域技术的高速发展,亦带动了对于rp设备的需求。业界一般认为,目前国内rp行业的规模大约从2000年占全球的1%,发展到2007年的5%左右,发展势头远远快于国际平均水平。其中国产rp设备在国内市场份额进一步提高,并且已经有出口记录,表明我国民族rp产业在健康地发展。在国际rp领域知名的美国wohlersassociatesinc公司按年出版的wohlersreport中,自2002年起,在rp设备制造厂家列表中,开始引入中国rp公司的名字,至2006年,共引入6家公司的名字,涵盖25种不同类型及型号的设备,列表中我国公司的数目排在美、日之后,列第三位[5]。
相比之下,我国的rm技术受重视的程度较差,一方面相关研究的投入不够,仅由国家自然科学基金对部分项目给予资助,而资助力度仅够完成一些原理性的研究,无法向产品化、产业化的方向发展;另一方面,相关的普及工作也做得不够,许多人都认为,rm所需的投入大,见效慢,技术的成熟度低,不能很快用于实际。


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