20世紀(jì)初，塑料作為一種新型材料出現(xiàn)在人們的面前，隨著塑料工業(yè)與汽車、航天航空以及電子產(chǎn)品的不斷發(fā)展，塑料的使用范圍已經(jīng)深入到社會(huì)生活與生產(chǎn)的各個(gè)方面。在一些地方還取代了部分金屬、木材、皮革和硅酸鹽等自然材料。它的出現(xiàn)給人類帶來極大的便利，其不僅成本低，抗腐蝕能力強(qiáng)，可塑性強(qiáng)，而且還可以用來制備燃料油和燃料氣以降低原油的消耗，因此和金屬、木材、硅酸鹽一起成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要原材料，并逐步出現(xiàn)了“以塑代鋼”、“以塑代木”的發(fā)展趨勢(shì)。

    成型塑料制品的方法有很多，包括注塑成型、擠出成型、壓塑成型和吹塑成型等。最常見的就是注塑成型，通過注塑成型塑料制品大約占到整個(gè)塑料制品的三分之二，是使用最廣泛的塑料成型方法。注塑模具是通過自己的特定形狀來復(fù)制成型得到塑料制品的一種T具設(shè)備，通過模具就可以大批量的生產(chǎn)相應(yīng)的塑料制品。注塑模具的設(shè)計(jì)水平和技術(shù)含量的高低對(duì)塑料制品的性能有著重要的意義。尤其在手機(jī)市場(chǎng)中，由于當(dāng)前手機(jī)產(chǎn)品更新?lián)Q代迅速，因此對(duì)模具設(shè)計(jì)的要求在效率上也就有了更高的要求，如何高效快速的設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的模具是當(dāng)前各個(gè)模具相關(guān)公司應(yīng)該考慮的首要問題。

1 注塑模國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

    目前，我國(guó)模具生產(chǎn)（廠、點(diǎn)）約有3萬多家，從業(yè)人員近100萬人。模具可帶動(dòng)其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的比例大約是1：100，即模具發(fā)展1億元，可帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)100億元。通過模具加工產(chǎn)品，可以大大提高生產(chǎn)效率，節(jié)約原材料，降低能耗和成本，保持產(chǎn)品一致性等。塑料模具發(fā)展迅速，注塑模具比例進(jìn)一步上升，注塑模具在質(zhì)和量方面都有較快的發(fā)展。目前，我國(guó)最大的注塑模具單套質(zhì)量已經(jīng)超過50噸，最精密的注塑模具精度已經(jīng)達(dá)到2微米。模具新結(jié)構(gòu)、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，特別是汽車、家電和電子產(chǎn)品等行業(yè)快速發(fā)展，使得注塑模的發(fā)展迅猛。整體來看我國(guó)塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進(jìn)步，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。從模具產(chǎn)需情況看，中低檔模具已供過于求，而以大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具為主要代表的高技術(shù)含量模具自給率還較低，只有60%左右，有很大一部分依靠進(jìn)口。所以，我國(guó)必須高度重視塑料模具尤其是注塑模具的發(fā)展。

    2011年，我國(guó)塑料制品實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品銷售收入15583.74億元，進(jìn)口額187.14億美元，出口額565.03億美元。2012年，國(guó)內(nèi)塑料制品整體產(chǎn)量穩(wěn)步增長(zhǎng)，全年塑料制品累計(jì)產(chǎn)量達(dá)5781.86萬噸，同比增長(zhǎng)8.99%。2013年1-11月，據(jù)我國(guó)海關(guān)最新公布數(shù)據(jù)：2013年1-11月，我國(guó)累計(jì)出口塑料制品814.77萬噸，日用塑料制品、建筑用塑料制品、其他塑料制品出口額增速均超過30%；累計(jì)出口金額達(dá)317億美元，同比增長(zhǎng)11.7%。在“十二五”期間，我國(guó)塑料產(chǎn)業(yè)要推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，努力提高產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平，使塑料制品總產(chǎn)量的年增長(zhǎng)率為10%，2015年預(yù)計(jì)塑料制品總產(chǎn)量可達(dá)到5000萬噸，如圖1所示為我國(guó)近兩年塑料制品的出口情況。

圖1 2012年1月-2013年12月我國(guó)塑料制品出口情況

    塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。近年來，人們對(duì)各種設(shè)備和用品輕量化及美觀和手感的要求越來越高，尤其是電子產(chǎn)品領(lǐng)域，手機(jī)的外觀塑料制品成為影響人們購買手機(jī)的主要因素之一，這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場(chǎng)。手機(jī)產(chǎn)品要更新?lián)Q代，必然要求塑料模具隨之發(fā)展。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝設(shè)備，被稱為“工業(yè)之母”。75%的初加工工業(yè)產(chǎn)品零件，50%的精加工零件由模具成型，絕大多數(shù)的塑料制品由模具成型。目前，我國(guó)模具行業(yè)的總體水平比較落后，尤其是對(duì)于國(guó)際先進(jìn)水平有一定的差距，模具產(chǎn)出滿足不了模具市場(chǎng)的需求，國(guó)產(chǎn)模具對(duì)市場(chǎng)的滿足率不足80%，而對(duì)于模具技術(shù)含量高的中高檔模具，其滿足率不足60%。

2 手機(jī)注塑模發(fā)展存在的主要問題

    隨著手機(jī)行業(yè)發(fā)展的變遷，中國(guó)早已成為世界手機(jī)塑料制件的生產(chǎn)基地。盡管我國(guó)的注塑模設(shè)計(jì)在近幾年得到了快速的發(fā)展，但是我國(guó)注塑模具在設(shè)計(jì)制造水平等方面要比德、美、日、法等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還是要落后許多，主要表現(xiàn)在以下的幾個(gè)方面。

    (1)供給和需求不平衡

    當(dāng)今國(guó)內(nèi)白配率不足，可以看到低檔模具供過于求，中高檔模具白配率不足60%。盡管中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，供不應(yīng)求的問題還是比較突出的，其主要缺口集中于精密、長(zhǎng)壽命、大型、復(fù)雜模具領(lǐng)域。因?yàn)樵谀＞邏勖?、精度、制造周期及生產(chǎn)能力等各個(gè)方面，我國(guó)與國(guó)際平均水平和發(fā)達(dá)國(guó)家仍有較大差距，因此，每年需要大量進(jìn)口模具。

    (2)人才與科技發(fā)展不相適應(yīng)

    模具行業(yè)不同于其他的一般行業(yè)，是一種技術(shù)密集，資金密集的產(chǎn)業(yè)之一。盡管我國(guó)在模具設(shè)計(jì)中已經(jīng)使用CAE模擬分析，但是我國(guó)人才的發(fā)展速度跟不上行業(yè)的發(fā)展速度，現(xiàn)在缺乏各種能把握運(yùn)用新技術(shù)或者高級(jí)模具鉗工等高技術(shù)人才。同時(shí)，由于基礎(chǔ)差、投入少，缺乏一種長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展的觀念導(dǎo)致我國(guó)模具產(chǎn)品及其生產(chǎn)工藝，工具（硬件和軟件），裝備的設(shè)計(jì)，研發(fā)（包括軟件二次開發(fā)）和自主創(chuàng)新能力的薄弱。跟發(fā)達(dá)國(guó)家比起來，我國(guó)模具CAD/CAE/CAM的技術(shù)水平還很低，主要表現(xiàn)在軟件開發(fā)的進(jìn)度和水平低，CAE/CAM發(fā)展跟不上CAD，整體應(yīng)用水平低，缺乏CAD/CAE/CAM知識(shí)的集成。

    (3)標(biāo)準(zhǔn)化的程度低

    長(zhǎng)期以來，我國(guó)的注塑模設(shè)計(jì)受到了“大而全”、“小而全”的影響，模具行業(yè)的觀念落后，難以完成較大規(guī)模的模具成套訂單，與國(guó)際水平相差很遠(yuǎn)。雖然有的企業(yè)引起了國(guó)外的先進(jìn)加工設(shè)備，但是總的裝備水平與國(guó)外企業(yè)相比，依然是望塵莫及，設(shè)備控制率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外的企業(yè)低很多，CAE、CAPP的普及率就更加低了。另外，模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，沒有針對(duì)同一領(lǐng)域的產(chǎn)品建立針對(duì)的數(shù)據(jù)庫，標(biāo)準(zhǔn)件的品種規(guī)格少且應(yīng)用水平低，高品質(zhì)的都依賴進(jìn)口，設(shè)計(jì)現(xiàn)狀如下表所示。這些都影響和制約著我國(guó)模具發(fā)展和質(zhì)量的提高。

    (4)材料等相關(guān)技術(shù)落后

    模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。

    (5)企業(yè)管理落后與技術(shù)的進(jìn)步

    我國(guó)模具企業(yè)的管理落后主要體現(xiàn)在生產(chǎn)組織方式及信息化采用等方面。以模具為核心的產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)同發(fā)展不足，尤其是材料的發(fā)展明顯滯后，國(guó)內(nèi)模具材料在品種、質(zhì)量和數(shù)量上都不能滿足模具生產(chǎn)的需要，高檔模具和出口模具的材料基本上都是靠進(jìn)口的。模具上游的各種裝備（機(jī)床、工夾量刃具、檢測(cè)、熱處理和處理設(shè)備等）和生產(chǎn)手段（軟件、輔料、損耗件等）以及下游的成形材料（各種塑料、橡膠、板材、金屬與非金屬及復(fù)合材料等）和成形裝備（橡塑成形設(shè)備、沖壓設(shè)備、鑄鍛設(shè)備等），甚至包括影響模具發(fā)展的物流及金融等產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)大都分屬于各有關(guān)行業(yè)，大都聯(lián)系不夠密切，配合不夠默契，協(xié)同程度較差，這就造成了對(duì)模具工業(yè)發(fā)展的制約。

3 影響我國(guó)手機(jī)注塑模模具設(shè)計(jì)效率的因素

    (1)模具設(shè)計(jì)工程師流動(dòng)較大

    在當(dāng)前的模具行業(yè)中，模具設(shè)計(jì)人員的流動(dòng)是非常大的，每個(gè)公司的設(shè)計(jì)思路又不盡相同，這就直接會(huì)影響到模具設(shè)計(jì)的效率。因?yàn)樵谀＞咴O(shè)計(jì)人員流動(dòng)的過程會(huì)使得模具設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)總體偏低，因此在控制模具設(shè)計(jì)效率的問題上會(huì)缺乏準(zhǔn)確性。此外，人員的經(jīng)常變動(dòng)必將使得模具設(shè)計(jì)的完成水平處于良莠不齊的狀態(tài)，這就必將影響到模具設(shè)計(jì)的效率。

    (2)模具設(shè)計(jì)師的主動(dòng)性不夠。

    因?yàn)槟＞咴O(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)師對(duì)工作的熱情不夠，每天都只是按要求完成任務(wù)，所以也就很難創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的模具。同時(shí)，熱情的不夠也會(huì)使設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)過于固定而缺乏一定的變通和創(chuàng)新，必將嚴(yán)重影響到模具設(shè)計(jì)的效率以及質(zhì)量。

    (3)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)水平普遍不高

    在當(dāng)前的模具設(shè)計(jì)崗位上，很多的設(shè)計(jì)師是通過?？圃盒ｉT培訓(xùn)出來的，對(duì)軟件的操作非常熟悉，但是對(duì)設(shè)計(jì)的思想理論沒有自己的把握和見解。因?yàn)?，由于他們?duì)模具設(shè)計(jì)核心技術(shù)的不熟練也將導(dǎo)致模具設(shè)計(jì)的時(shí)間過長(zhǎng)，而且設(shè)計(jì)的方案也可能會(huì)有各種各樣的問題，這就有可能在主管檢查過后還要進(jìn)行不斷的修改，從而嚴(yán)重影響到模具設(shè)計(jì)的總體效率。

    (4)公司模具設(shè)計(jì)沒有標(biāo)準(zhǔn)化

    如今，由于快速發(fā)展的手機(jī)市場(chǎng)導(dǎo)致手機(jī)生產(chǎn)商對(duì)產(chǎn)品需求的多樣性不斷的增加，因此模具的更新?lián)Q代也在不斷的加快。各個(gè)手機(jī)制造商和模具設(shè)計(jì)公司承擔(dān)著繁重的模具設(shè)計(jì)任務(wù)，對(duì)于手機(jī)這一類產(chǎn)品經(jīng)常有很多相似的結(jié)構(gòu)，但因公司沒有把類似產(chǎn)品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化分類建庫，在設(shè)計(jì)過程中有很多重復(fù)的而且緩慢的人工設(shè)計(jì)部分耗時(shí)太多，耗時(shí)結(jié)構(gòu)如表1所示。這也使得設(shè)計(jì)師在模具設(shè)計(jì)的過程中不得不做很多重復(fù)性的工作，降低了模具設(shè)計(jì)效率。

表1 當(dāng)前手機(jī)注塑模模具設(shè)計(jì)具體情況一覽表

    (5)設(shè)計(jì)軟件的不足

    現(xiàn)在公司進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的輔助軟件大部分用的是Siemens PLM Software公司出品的NX，盡管該軟件已經(jīng)做到非常完善了，但是在公司具體的應(yīng)用過程中依然有很多的不足，工程師在設(shè)計(jì)的過程中有很多設(shè)計(jì)要經(jīng)過繁瑣的操作而不是一蹴而就的快捷，這就導(dǎo)致模具設(shè)計(jì)的效率不得不有所降低。

4 提高我國(guó)手機(jī)注塑模設(shè)計(jì)開發(fā)效率的探討

    隨著科技的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，模具早已經(jīng)是制造業(yè)的重要工藝裝備。在競(jìng)爭(zhēng)激烈的手機(jī)市場(chǎng)中，誰能提高自己的生產(chǎn)設(shè)計(jì)效率，誰就能第一時(shí)間的占領(lǐng)市場(chǎng)，因此手機(jī)模具的設(shè)計(jì)速度是所有公司追逐的目標(biāo)。我國(guó)模具技術(shù)已經(jīng)得到了很大的發(fā)展，但總體來說與國(guó)際先進(jìn)水平相比尚有10年以上的差距，設(shè)計(jì)的速度也比先進(jìn)國(guó)家也慢了很多。由于模具技術(shù)的落后必將使得手機(jī)的生產(chǎn)和上市受到影響，所以我國(guó)手機(jī)注塑模具設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展是手機(jī)模具行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。注塑模具種類繁多，不同種類的技術(shù)要求也是不一樣的，經(jīng)過調(diào)查總結(jié)，我國(guó)注塑模具模未來必將朝著下列方向不斷發(fā)展進(jìn)步。

    (1)手機(jī)注塑模模具設(shè)計(jì)特點(diǎn)

    隨著電子行業(yè)的快速發(fā)展，手機(jī)已經(jīng)成為一個(gè)快消品。因此其在當(dāng)今市場(chǎng)更新?lián)Q代的速度非?？?，產(chǎn)品的快速更換對(duì)模具行業(yè)的發(fā)展也是一個(gè)很大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。因此手機(jī)注塑模就進(jìn)入了多品種小批量生產(chǎn)時(shí)代，人們要求模具的生產(chǎn)周期越短越好，由此可以看出快速經(jīng)濟(jì)模具將有廣闊的發(fā)展前景。

    (2)熱流道、氣輔模具技術(shù)的發(fā)展

    今天的模具行業(yè)里面采用熱流道技術(shù)無疑是提高塑料制件生產(chǎn)率和質(zhì)量有效途徑，而且相比于傳統(tǒng)模具，熱流道還能大幅度節(jié)約原材料。熱流道技術(shù)在國(guó)外的塑料模具中占了50%，有的國(guó)家已經(jīng)達(dá)到了80%以上，都得到了良好的效果。另外，氣體輔助注射成型也具有很大的優(yōu)點(diǎn)，如：注射壓力低，制品翹曲變形小，表面的質(zhì)量較好且易于注塑出壁厚跨度比較大的制件。所以它不但可以降低成本，最重要的是可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，手機(jī)外殼模具采用熱流道或者氣輔模具，將可以在低成本的情況下得到高質(zhì)量的產(chǎn)品。

    (3)提高手機(jī)注塑模模具設(shè)計(jì)的效率方法

    隨著社會(huì)的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求是多品種小批量的背景。如何減少模具設(shè)計(jì)的周期提高模具設(shè)計(jì)的效率是模具企業(yè)必須考慮和解決的問題。

    1)提高模具設(shè)計(jì)師的工作積極性

    在模具設(shè)計(jì)的企業(yè)里面，提高設(shè)計(jì)師的工作積極性是提高模具設(shè)計(jì)效率的直接方式，建立完善的模具設(shè)計(jì)制度體系，采用獎(jiǎng)罰分明，把責(zé)任分配到每一個(gè)設(shè)計(jì)師身上的制度，對(duì)優(yōu)秀積極的設(shè)計(jì)人員予以表彰，這樣才可以提高設(shè)計(jì)人員的積極性，進(jìn)而有效的提高模具設(shè)計(jì)的效率。

    2)提高模具設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)

    模具企業(yè)應(yīng)該要經(jīng)常給自己的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)，了解國(guó)內(nèi)外的最前沿的設(shè)計(jì)技術(shù)，緊跟整個(gè)模具大行業(yè)的發(fā)展。只有這樣才能使得設(shè)計(jì)人員一直都可以保持一種與時(shí)俱進(jìn)的工作態(tài)度，從而有效的提高模具的設(shè)計(jì)效率。

3)建立自己公司的標(biāo)準(zhǔn)庫

    模具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化是提高模具設(shè)計(jì)的有效途徑。當(dāng)前模具設(shè)計(jì)的費(fèi)時(shí)間的原因就在于模具設(shè)計(jì)的過程中總是重復(fù)一樣的工作。每個(gè)公司在進(jìn)行同類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)，其中有很多部分結(jié)構(gòu)是一樣的部件，如圖2和圖3所示。在不同的模具中只需完成少量的修改就可以完成模具設(shè)計(jì)。因此必須把同類產(chǎn)品的模具進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的歸檔，從圖4所示的模架到各個(gè)小的零部件，建立完善的數(shù)據(jù)庫。此外，為了更加方便的調(diào)用公司習(xí)慣結(jié)構(gòu)，還應(yīng)該根據(jù)公司總體情況，將相同的結(jié)構(gòu)也進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，建立標(biāo)準(zhǔn)庫。這樣在以后的設(shè)計(jì)過程中可以不斷的重復(fù)調(diào)用，從而提高模具設(shè)計(jì)的效率。

圖2 斜頂結(jié)構(gòu)

圖3 行位結(jié)構(gòu)

圖4 模架結(jié)構(gòu)

    4)針對(duì)性進(jìn)行軟件二次開發(fā)

    盡管當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)化的軟件很多，很多公司都采用了二次開發(fā)的插件幫助提高模具設(shè)計(jì)的效率。隨著具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的模具設(shè)計(jì)制造和管理軟件的研發(fā)、提高及推廣應(yīng)用，模具設(shè)計(jì)在未來會(huì)越來越依賴高性能的裝備和軟件。目前，公司使用較多的都是Siemens PLM Software公司的NX或者PTC公司的Pro/E等計(jì)算機(jī)輔助軟件。但是由于每個(gè)公司針對(duì)自己的產(chǎn)品進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的時(shí)候都有自己公司的特點(diǎn)，原有的軟件經(jīng)常不能直接滿足設(shè)計(jì)師的要求，這就拖低模具設(shè)計(jì)的速度。為此，針對(duì)公司自己的產(chǎn)品特點(diǎn)和設(shè)計(jì)師的習(xí)慣，開發(fā)出一套基于上面設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)的二次開發(fā)程序是快速提高公司模具設(shè)計(jì)的效率的方式。這就包括：(1)三維CAD/CAM軟件開發(fā)與提高，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)搜索定位并加載行位，斜頂?shù)裙δ芙Y(jié)構(gòu)的功能；(2)CAE軟件的開發(fā)與提高，提高產(chǎn)品分析能力，自動(dòng)定位分型面，澆口以及流道的走勢(shì)，加快模具設(shè)計(jì)效率；(3)模具生產(chǎn)企業(yè)PDM系統(tǒng)研發(fā)；(4)CAD/CAE/CAM無縫集成與一體化及與PDM集成技術(shù)的研發(fā)與推廣應(yīng)用；(5)模具生產(chǎn)及模具企業(yè)信息化管理技術(shù)及有關(guān)軟件的開發(fā)提高和推廣應(yīng)用。

5 結(jié)論

    雖然我國(guó)注塑模具近些年已經(jīng)有了很大的發(fā)展，但是跟國(guó)外先進(jìn)水平還有很大的差距，手機(jī)模具設(shè)計(jì)也是如此。在當(dāng)前這個(gè)快速發(fā)展社會(huì)，模具需求量非常大，提高模具設(shè)計(jì)的效率以適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的需要是模具企業(yè)需要解決的首要問題。整合企業(yè)內(nèi)部資源，充分調(diào)動(dòng)設(shè)計(jì)人員的積極性和創(chuàng)造性，引進(jìn)并推廣熱流道和氣輔等先進(jìn)塑料模具技術(shù)，提高產(chǎn)品質(zhì)量降低產(chǎn)品的成本。同時(shí)，根據(jù)手機(jī)注塑模的結(jié)構(gòu)特征，結(jié)合模具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和公司的自身經(jīng)驗(yàn)特點(diǎn)，針對(duì)性的二次開發(fā)出適合自身特點(diǎn)的模具設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件，提高手機(jī)注塑模的設(shè)計(jì)周期，是提高公司產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，保障產(chǎn)品盡早上市從而占領(lǐng)市場(chǎng)的前提。