塑料模具中CAD/CAM/CAE的应用 主讲：杜俊宏 材料成型及控制工程2班
塑料模具中CAD/CAM/CAE的应用 塑料产品从设计到成型生产是一个十分复杂的过程，它包括塑料制品设计、模具结构设计、模具加工制造和模塑生产等几个主要方面，它需要产品设计师、模具设计师、模具加工工艺师及熟练操作工人协同努力来完成，它是一个设计、修改、再设计的反复迭代、不断优化的过程。
塑料模具中CAD/CAM/CAE的应用 塑料模具CAD集成技术是一项先进的模具制造技术，它的制造包括塑料产品的造型设计、模具的结构设计及分析、模具的数控加工、抛光和配试模以及快速成形制造等，各个环节所涉及的CAD单元技术又包括产品外形的快速反求、结构分析与优化设计、辅助制造、加工过程虚拟仿真、产品及模具的快速成形、辅助工艺过程和产品数据管理技术等。
塑料模具中CAD/CAM/CAE的应用 塑料制品及模具结构设计 CAD/CAM 在塑料成型模具中的应用 塑料模具CAE 技术
一、塑料制品及模具结构设计 塑料产品结构设计 成型工艺的分析及计算 模具结构方案设计
1、塑料产品结构设计 利用三维CAD造型软件如Pro/Engineer、UG、CATIA等来设计产品，其强大的功能大大缩短了模具设计时间 提供模具开合模运动仿真功能，这样就保证了模具结构设计的合理性
2、成型工艺的分析及计算 塑件质量（容积）的计算 注射压力的计算 注射机的选择 锁模力的计算
3、模具结构方案设计 结构类型选择 浇注系统设计 冷却系统设计 推出（脱模）机构设计
二、CAD/CAM 在塑料成型模具中的应用 能预先分析模具设计的合理性、减少试模次数、加快产品研发、提高企业效率。
CAD/CAM技术的特点： 知识和技术密集，综合性强。 生产率高，经济效益显著。 有利于提高塑料器材成型模具的标准化程度，极大地发挥人的创造性。 更新速度快，初始投资大。 适应性广。
三、塑料模具CAE 技术 注塑成型CAE 技术是根据高分子流变学、弹性力学、计算机技术,采用有限元计算方法来模拟整个注塑过程及这一过程对注塑成型产品质量的影响,它可以模拟塑料制品在注塑成型过程中的流动,保压和冷却过程以及预测制品中的应力分布、分子取向、收缩和翘曲变形等,帮助设计人员及早发现问题,及时修改模具设计,提高一次试模成功率,帮助企业缩短产品上市周期,增强市场竞争能力。
传统的注塑模具设计主要依靠设计人员的直觉和经验,模具设计加工完以后往往需要经过反复的调试与修正才能正式投入生产,发现问题后,不仅要重新调整工艺参数,甚至要修改塑料制品和模具,这种生产方式制约了新产品的开发。 现代的注塑模具设计则利用CAE分析软件在模具加工之前,在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析,包括填充、保压、冷却、翘曲、纤维取向、结构应力、收缩以及气辅成型和热固性材料流动分析,找出未来产品可能出现的缺陷,提高一次试模的成功率,以达到降低生产成本、缩短生产周期的目的。
现代注塑成型CAE 技术的作用 ： 优化塑料制品设计 优化塑料模设计 优化注塑工艺参数
注塑成型 CAE 技术的应用 1、制品设计 ： （1）制品能否全部注满 （2）制件实际最小壁厚 （3）浇口位置是否合适
注塑成型 CAE 技术的应用 2、模具设计和制造 ： （1）良好的充填形式 （2）最佳浇口位置与浇口数量 （3）流道系统的优化设计 （4）冷却系统的优化设计 （5）减小返修成本
注塑成型 CAE 技术的应用 3、注塑成型： （1）宽广稳定的加工”裕度”流动分析 （2）减小塑件应力和翘曲 （3）省料和减少过量充模 （4）最小的流道尺寸和回用料成本流动分析
目前，塑料模具的设计和制造一般采用通用机械的CAD或CAM软件与专用塑料模CAE软件相结合，集成专用的塑料模具CAD或CAE软件，提高其智能化程度，是塑料模CAD或CAE技术发展的趋势 随着市场的国际化，竞争将愈演愈烈，短周期、高质量、长寿命的模具是模具行业和用户的追求，这必将使模具CAD/CAE/CAM技术全面深入地应用于模具行业中，同时与并行工程、精益生产、敏捷制造等多种生产模式的结合日益密切，最终使模具行业发生重大变革。