塑料模具,是塑料加工工業中和塑料成型機配套,賦予塑料製品以完整構型和精確尺寸的工具。由於塑料品種和加工方法繁多,塑料成型機和塑料製品的結構又繁簡不一,所以,塑料模具的種類和結構也是多種多樣的。
在這幾十年來,國內塑料模具行業迅猛發展,對人才的渴求和要求也越來越高。但國內還是沒法解決這棘手問題,成了中國模具行業發展的主要障礙。
利用3D列印(又叫做疊層製造)來創造型芯和型腔套件的方式在全球消費品跨國巨頭聯合利華公司正流行起來。自從在製造過程中引進了斯特塔西公司(Stratasys)的PolyJet 3D列印技術後,聯合利華義大利分部已將其原型部件的生產周期成功縮短了40%。
相比傳統的加工方法,採用3D列印的注塑成型型芯/型腔套件後,義大利聯合利華目前能夠更快速地生產出原型部件,用於功能性和消費性測試。
聯合利華旗下擁有多個家居品牌,如Surf、Comfort、Hellmanns和Domestos。該公司的義大利分部正採用Stratasys Objet 500 Connex多材料3D生產系統為其家庭護理和洗護產品部門製造注塑模具,所產的原型部件多達50幾種,包括瓶蓋、外殼和馬桶邊緣塊。
「通過Stratasys 3D列印技術,我們可以在一天之內設計和列印出很多不同部件的注塑模具,投入功能性和消費性測試,」 聯合利華的研發、CAD和原型專家Stefano Cademartiri說道,「以前,因為使用傳統的加工方法,我們往往要等幾個星期才能收到原型部件,這不僅會延長生產周期,而且如果需要反覆修改,成本就會增加。」
「採用3D列印後,我們在幾小時內就能對模具進行疊代設計,這使我們得以使用最終的材料進行原型部件的生產,比如PP,速度比以前快40%。」他繼續解釋。
這台Stratasys Objet500 Connex多材料3D列印系統由義大利轉銷商Overmach提供。聯合利華使用Digital ABS來3D列印其注塑模具型芯和型腔。Digital ABS這款材料以耐高溫和韌性好而出名,是注塑成型應用的理想選擇。
「通過用Digital ABS 3D列印注塑模具,我們能夠保留以傳統方式製造的原型部件所具備的高質量,」 Cademartiri補充道,「同時可以在大幅節省成本和縮減生產周期的情況下,承受注塑機的高溫和高壓。」
此外,Stratasys補充道,聯合利華還通過其FDM Fortus 360mc 3D生產系統生產熱成型模具原型,採用的塑料是生產級別的ABS- M30。這使該公司能夠靈活生產實際所需、能夠進行功能性測試的模具,對開發最終的熱成型模具非常重要。
「以前我們將熱成型需求外包,不僅大幅增加了勞動力成本,還必須接受漫長的交貨周期,」 Cademartiri說道,「但是自從採用3D列印自產這些部件後,我們在初步設計階段就已經將生產周期縮減了近35%。這項技術強化了我們的整體製造過程,使我們能夠快速評估,在加大投資進行量產之前,排除那些不合適的設計。」
Stratasys製造工具高級經理Nadav Sella補充道:「除了直接製造原型,我們發現越來越多的客戶將我們的疊層製造系統作為各種不同應用的製造工具來使用。隨著我們公司近期的發展,以及更多耐用型材料的出現,我們的客戶現在可以在投資成本高昂的金屬模具之前,靈活選擇製造模具的方式以及以最終生產材料來測試其設計的方式。」
2016-2021年中國塑料模具行業市場需求與投資諮詢報告表明,隨著模具企業設計和加工水平的提高,模具的製造正在從過去主要依靠鉗工的技藝轉變為主要依靠技術。這不僅是生產手段的轉變,也是生產方式的轉變和觀念的上升。這一趨勢使得模具的標準化程度不斷提高,模具精度越來越高,生產周期越來越短,鉗工比例越來越低,最終促進了模具工業整體水平不斷提高。中國模具行業目前已有10多個國家級高新技術企業,約200個省市級高新技術企業。
與此趨勢相適應,生產模具的主要骨幹力量從技藝型人才逐漸轉變為技術型人才是必然要求。當然,目前及相當長一段時間內,技藝型人才仍十分重要,因為模具畢竟難以完全擺脫對技藝的依靠。
模具企業及其模具生產正在向信息化迅速發展。在信息社會中,作為一個高水平的現代模具企業,單單只是CAD/CAM的應用已遠遠不夠。目前許多企業已經採用了CAE、CAT、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等技術及其它先進位造技術和虛擬網絡技術等,這些都是信息化的表現。向信息化方向發展這一趨向已成為行業共識。
不僅是塑料產業需要推陳出新,包括電子電器垃圾處理、固體廢棄物回收利用、報廢車回收、廢紙回收等行業都需要提高自主創新能力。光自身內功提高了還不夠,還要堅持用發展的方法解決前進中的問題,轉變新的發展方式,迎合潮流,依靠創新驅動發展,向信息化方向發展,加快產業穩步前進。