相比以前,我國模具工藝技術(shù)水平有著很大的提高,但是國內(nèi)模具行業(yè)生產(chǎn)的高中低端的比例極不平衡,這非常不利于我國模具行業(yè)的發(fā)展。激光技術(shù)在這不利的發(fā)展?fàn)顩r下,發(fā)揚(yáng)它的獨(dú)特優(yōu)勢,為模具行業(yè)發(fā)展高端市場出一份力。
一、激光表面硬化技術(shù)在模具制造中具有獨(dú)特優(yōu)勢
激光表面處理技術(shù),能使低等級材料實(shí)現(xiàn)高性能表面改性,達(dá)到零件制造低成本與工作表面高性能的最佳組合,具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
激光束的能量可連續(xù)調(diào)整,并且沒有慣性,配合數(shù)控系統(tǒng),可以對形狀復(fù)雜的零件和其它常規(guī)方法難以處理的零件進(jìn)行局部硬化處理,也可以在零件的不同部位進(jìn)行不同的激光硬化處理。正因?yàn)榧す獗砻嫣幚淼纳鲜鎏攸c(diǎn),它特別適用于常規(guī)硬化處理(如滲碳和碳氮共滲淬火、氮化及高中頻感應(yīng)加熱淬火等)所難于實(shí)現(xiàn)的某些零件及其局部位置的表面強(qiáng)化處理,因此,在模具制造中具有獨(dú)特優(yōu)勢:
(1)可實(shí)現(xiàn)用低檔模具鋼或鑄鐵替代高檔模具鋼;
(2)用國產(chǎn)模具鋼替代進(jìn)口模具鋼;
(3)可對模具實(shí)行增強(qiáng)性修復(fù)(再制造工程),降低模具制造成本。
在模具制造中,應(yīng)用激光表面硬化技術(shù),可以集設(shè)計、材料選擇、制模、檢驗(yàn)、修復(fù)等技術(shù)于一體,大幅度縮短設(shè)計制造周期,降低生產(chǎn)成本,變革模具制造方式,最終整合提升整個模具產(chǎn)業(yè)水平。這些優(yōu)點(diǎn),無論在技術(shù)性還是在經(jīng)濟(jì)性及服務(wù)性上,都是現(xiàn)有傳統(tǒng)技術(shù)所無法比擬的。
二、激光熔融技術(shù)應(yīng)用于制造模具型芯
在模具制造中,金屬的激光熔融日益增加的重要性是主要原因。
采用這種工藝,冷卻通道可以設(shè)置在非常貼近模具輪廓的下面。對有著設(shè)有加強(qiáng)筋和網(wǎng)狀筋的一些不同壁厚的復(fù)雜零件,能在貼近輪廓需要冷卻的部位進(jìn)行冷卻。而在前些年,注塑過程中材料流動特性是不可控制的,但現(xiàn)在其可控性是可以實(shí)現(xiàn)的了。通過冷卻,除了可以縮短成型周期外,還可以減少零件的變形,冷卻通道的橫截面大于5mm。因此,就能把冷卻通道安置在貼近模具輪廓2~3mm的部位,以進(jìn)行最佳的冷卻。
還有與冷卻不同的是,通過這樣的通道來實(shí)現(xiàn)溫度的控制。例如,發(fā)生在高光澤反射鏡(高光澤效應(yīng))的溫度調(diào)控。有一些模具甚至通過分開的通道回路承擔(dān)兩個任務(wù):一個通道對高光澤反射表面進(jìn)行溫度控制;而在有加強(qiáng)筋的內(nèi)部輪廓則通過另一個通道實(shí)施冷卻,以避免構(gòu)件的變形。Fanacht公司所生產(chǎn)的采用這種冷卻技術(shù)的模具,在用于批量生產(chǎn)時,生產(chǎn)時間可以縮短40%,這意味著大幅度地提高了注塑的生產(chǎn)效率。
三、激光焊逐漸取代傳統(tǒng)模具修補(bǔ)技術(shù)
修復(fù)模具的方法很多,如電火花工藝、氬弧焊修復(fù)、激光堆焊技術(shù)、電刷鍍方法等。目前,在精密模具修補(bǔ)方面已逐步被激光焊所代替。
激光焊是利用大功率相干單色光子流聚焦而成的激光束為熱源進(jìn)行的焊接。這種焊接方法通常有連續(xù)功率激光焊和脈沖功率激光焊。激光焊的優(yōu)點(diǎn)是不需要在真空中進(jìn)行,缺點(diǎn)則是穿透力不如電子束焊強(qiáng)。激光焊時,能進(jìn)行精確的能量控制,因而可以實(shí)現(xiàn)精密器件的焊接,它能應(yīng)用于很多金屬,特別是能解決一些難焊金屬及異種金屬的焊接。
四、加快結(jié)構(gòu)調(diào)整
相比以前,我國模具工藝技術(shù)水平有著很大的提高,但是國內(nèi)模具行業(yè)生產(chǎn)的高中低端的比例極不平衡,這非常不利于我國模具行業(yè)的發(fā)展。
盡管這幾年來,我國模具行業(yè)結(jié)構(gòu)和體制已經(jīng)作出了很大的改變,主要表現(xiàn)為:中高檔模具、大型、精密、復(fù)雜、長壽命。但是,由于我國中低檔的模具需求量過大,而中高檔模具卻自配率不足60%。不難看出其中的不合理,它們主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)模具鋼材等制約因素;
(2)標(biāo)準(zhǔn)化水平有待提升;
(3)高端模具人才急需培育;
(4)加快模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的步伐;
(5)加大投入以強(qiáng)化創(chuàng)新能力;
(6)促進(jìn)模具企業(yè)間聯(lián)合重組;
(7)海外市場開拓有待深化。
由于下游行業(yè),尤其是汽車行業(yè)的關(guān)鍵和核心模具對進(jìn)口依賴程度較高,使得相關(guān)主機(jī)產(chǎn)品所需的一系列關(guān)鍵、核心注塑件產(chǎn)品也主要由這些國際知名模具企業(yè)提供。
近幾年來,國內(nèi)企業(yè)持續(xù)改進(jìn)模具工藝技術(shù)以及產(chǎn)品,因此,一些塑料模具或注塑件開始在國際上流通,成功躋身一些高端產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)鏈體系,更是替代了一些進(jìn)口產(chǎn)品,擺脫了對其的依賴性。但不可否認(rèn)的是,躋身于國際高端市場的只是少數(shù)部分。
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