綠色制造技術(shù)在現(xiàn)代模具中的應(yīng)用研究

孫江澤 任亞敏

秦皇島方華埃西姆機(jī)械有限公司 河北秦皇島 066000

現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展離不開模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動，諸如汽車、動車、飛機(jī)、家電、機(jī)床、農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備等行業(yè)，都需要使用各種模具生產(chǎn)。模具作為裝備生產(chǎn)的基礎(chǔ)，其設(shè)計與制造是保障產(chǎn)品質(zhì)量、優(yōu)化工業(yè)流程的重要一環(huán)。傳統(tǒng)的模具設(shè)計與制造，是以提升工業(yè)產(chǎn)品的功能和降低制造成本為目的，沒有將模具生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的環(huán)境影響作為評價重點(diǎn)，從而增大了環(huán)保成本。在新時代的綠色發(fā)展理念引導(dǎo)下，現(xiàn)代模具的設(shè)計與制造應(yīng)積極引入綠色制造技術(shù)，這對節(jié)約成本、提升產(chǎn)能、保護(hù)環(huán)境都有較大的現(xiàn)實意義[1]。

1 模具設(shè)計中的綠色理念

在模具設(shè)計中體現(xiàn)綠色發(fā)展理念，首先要考慮模具在生產(chǎn)制造階段降低對環(huán)境的影響，而且能在其生命周期內(nèi)發(fā)揮多重應(yīng)用的價值。因此，為尋求綠色制造技術(shù)的合理融合，對模具設(shè)計提出了更高的要求，設(shè)計出的模具產(chǎn)品能實現(xiàn)可回收的重復(fù)應(yīng)用。從延長模具生命周期的綠色制造設(shè)計技術(shù)角度看，設(shè)計時應(yīng)合理選擇待加工的分模面、選擇好模具飛邊槽、選擇好最佳的模具產(chǎn)出裝備。例如，設(shè)計中應(yīng)優(yōu)化沖壓模具的間隙值，保障模具壓縮可達(dá)到理想指標(biāo)，形成模具的多形態(tài)組裝設(shè)計與制造理念；設(shè)計中還應(yīng)優(yōu)化注塑模具的開模冷卻方法，可以用水冷方式提高精度；或是通過拼裝組裝方式改變模具的結(jié)構(gòu)制造，規(guī)避缺陷，從而延長模具生命周期。

從提升模具可回收效率的綠色制造設(shè)計技術(shù)角度來看，設(shè)計時應(yīng)合理選擇模具材料，盡可能實現(xiàn)模具的重復(fù)回收利用，降低材料耗損，增加環(huán)保效益。設(shè)計模具時，不宜選擇銅、鉛等材料，對于經(jīng)檢驗確實會影響環(huán)境的材料，要積極淘汰，還要形成以綠色環(huán)保材料為主的模具制造指導(dǎo)思想。

2 綠色理念在現(xiàn)代模具制造技術(shù)的優(yōu)勢

傳統(tǒng)模具設(shè)計制造更加關(guān)注生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量，而綠色理念則將關(guān)注重點(diǎn)集中于資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)方面，有助于更好地實現(xiàn)設(shè)計的可持續(xù)發(fā)展。圍繞模具設(shè)計制造的綠色發(fā)展展開一系列研究，主要研究目標(biāo)是要高效循環(huán)利用自然資源，減少環(huán)境影響并提升經(jīng)濟(jì)效益。綠色發(fā)展理念對模具設(shè)計與制造行業(yè)產(chǎn)生了非常深遠(yuǎn)的影響，傳統(tǒng)設(shè)計與制造的出發(fā)點(diǎn)往往是產(chǎn)品功能與產(chǎn)品壽命，根據(jù)市場分析得到結(jié)果進(jìn)行修改，整個開發(fā)周期相對較長，生產(chǎn)成本總體偏高。另外部件的拆卸和回收考慮并不周全，這就導(dǎo)致很多模具產(chǎn)品是無法回收利用的，資源浪費(fèi)現(xiàn)象較為明顯。綠色理念的引入使得整個設(shè)計與制造過程得到了更加全面的考量，為資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)作出了巨大貢獻(xiàn)[2]。

3 現(xiàn)代模具應(yīng)用中的綠色制造技術(shù)

關(guān)于模具的綠色制造，模具的綠色制造也是實現(xiàn)模具綠色的重要途徑，它不僅能夠降低生產(chǎn)成本、實現(xiàn)效益的最大化，而且可以降低對環(huán)境的污染程度，改善環(huán)境。這幾年，隨著新技術(shù)以及新材料的出現(xiàn)，模具制造行業(yè)已開始向模具綠色制造發(fā)展了。

3.1 快速原型制造

快速成型技術(shù)是一種綜合技術(shù)，利用本質(zhì)上的傳統(tǒng)制造技術(shù)、可選材料規(guī)則、可選材料積累原理、安裝產(chǎn)品數(shù)據(jù)對產(chǎn)品建模，改善產(chǎn)品開發(fā)周期。利用快速成型技術(shù)發(fā)揮快速成型技術(shù)的優(yōu)越性，迅速向用戶提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，大大降低產(chǎn)品開發(fā)成本，減少風(fēng)險投資。

3.2 虛擬制造技術(shù)的綠色理念

模具的虛擬制造技術(shù)，使用專業(yè)化的虛擬工業(yè)軟件營造虛擬的模具制造場景，整個環(huán)境中涵蓋模具設(shè)計、模具制造、產(chǎn)品生產(chǎn)等配套環(huán)節(jié)，通過工業(yè)軟件的邏輯編程，將各類具有高性能和優(yōu)質(zhì)功能的硬件進(jìn)行整合，確保在硬件配合運(yùn)行下可形成模具生產(chǎn)制造的虛擬化路徑，通過不斷調(diào)整虛擬數(shù)據(jù)，打造模具的多元可變理想模型，為后期的模具生產(chǎn)制造奠定基礎(chǔ)。虛擬制造技術(shù)的數(shù)字化模型應(yīng)用，在運(yùn)行過程中可及時完成模具定向設(shè)計，對模具的性能形成較為客觀的科學(xué)解析，對制造過程的質(zhì)量實施監(jiān)測，整體縮短模具設(shè)計制造的時間，壓縮生產(chǎn)成本，有效降低設(shè)計制造過程中對環(huán)境的影響，保障模具快速進(jìn)入市場流通環(huán)節(jié)，展現(xiàn)出綠色理念的優(yōu)越性[3]。

3.3 逆向工程制造技術(shù)

模具制造過程中的逆向工程制造技術(shù)，是在制造模具之前，使用現(xiàn)有高級技術(shù)進(jìn)行模具或現(xiàn)貨的現(xiàn)場測量，并根據(jù)測量的現(xiàn)場數(shù)據(jù)使用三維建模方法在建模軟件中重建三維模型的過程。逆向工程技術(shù)具有實用性，在三維模型構(gòu)建中具有一定的線條構(gòu)成，目前廣泛應(yīng)用于模具開發(fā)，該技術(shù)在模具維修中廣泛應(yīng)用，不僅可以準(zhǔn)確地成型實際產(chǎn)品，還可以最大限度地優(yōu)化產(chǎn)品模具的設(shè)計。

4 綠色制造技術(shù)在模具應(yīng)用中的發(fā)展趨勢

（1）綠色理念的全球化工業(yè)制造和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的綠色環(huán)保要求已經(jīng)成為全球性課題，需要全球加強(qiáng)理論研究與實踐探索。

（2）堅持綠色制造。模具設(shè)計制造領(lǐng)域，制造是一個重要的環(huán)節(jié)，它關(guān)系到產(chǎn)品的受歡迎度，在這一環(huán)節(jié)中，企業(yè)為了提高產(chǎn)品的關(guān)注度，往往會增加一些外在的東西來增加產(chǎn)品的外在價值。但模具產(chǎn)品的關(guān)鍵還是在于它的內(nèi)在價值，這些外在的東西不僅不會增加產(chǎn)品的使用價值，還會增加制造成本。為此，在模具產(chǎn)品制造中，要堅持“綠色經(jīng)濟(jì)、節(jié)約經(jīng)濟(jì)、環(huán)保經(jīng)濟(jì)”的理念，提高綠色制造工藝水平，全面落實綠色制造，從而降低能源的消耗，提高能源的利用效率，減少對環(huán)境的污染。

5 結(jié)語

現(xiàn)代模具的設(shè)計與制造已經(jīng)迎來新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，要在滿足更高的模具制造精度的同時，提高綠色環(huán)保效益，積極引入并提升綠色制造技術(shù)，提高其應(yīng)用價值。只有從設(shè)計源頭開始，主動優(yōu)化方法、改善工藝、改造設(shè)備、改變流程，才能讓綠色制造技術(shù)在現(xiàn)代模具應(yīng)用中發(fā)揮強(qiáng)大作用力，促進(jìn)我國工業(yè)制造綠色發(fā)展。