浅析逆向工程下的模具设计范文

摘要：通常情况下，模具企业对塑料产品的模具设计和生产有着成熟的设计经验和标准化生产流程，但随着个性化的产品越来越多和生活节奏的加快，生产厂家需要能够将产品快速投入市场，从而赢得商机。逆向工程技术的应用，能为为企业探索一种塑料产品快速投放市场的途径。

关键词：塑料逆向；CAD/CAE；3D扫描

科学技术不断发展的同时，模具的新技术也发生了较大的变化，包括模具的设计与制造。今后的模具设计与制造不能仅凭经验去生产，特别是在市场竞争比较激烈的情况下，竞争力强的企业往往能抓住先进的技术去发展。本文主要介绍国内外逆向工程技术的研究现状，阐述逆向工程技术的方法和实现步骤，进一步说明逆向工程技术对模具设计的意义。

1国外基于逆向工程的模具设计研究现状

近年来，随着发达国家对模具技术的开发，产品能够在较短的时间内顺利交付，赢得市场。主要是把诸多先进技术融入模具的生产，比如逆向工程技术和计算机辅助技术等。日本在20世纪60年代初提出了将国外先进技术产品引进国内，专家重点研究其工作原理，慢慢将这些产品国有化，并进行创新，最后加工生产出口国外。要实现国产化，迫切需要对别国产品进行消化、吸收和改进。此时，逆向工程这一技术就随之产生了。逆向工程技术的发展，国外出现了许多与逆向工程技术的软件。比较有代表性的是美国EDS公司的基于四边域的Image-wareSurfacer，Imageware具有强大的测量数据处理、曲面造型、误差检测功能。还有美国Raindrop公司的基于三角域的GeomagicStudio、英国Renishaw公司的TRACE、法国MDTV公司的Sur-faceReconstruction等，相关的逆向工程软件在国外90年代初期已经成熟运用。现在，欧美发达国家除了应用逆向工程技术外，CAD/CAM/CAE软件在模具生产企业中应用更加广泛，而且还能根据自身生产的规范和特点，对软件进行二次开发，达到自己设计模具的标准，进一步提高模具设计效率。所以发达国家早已脱离手工绘制模具设计图，采用无纸化设计的水平远高于我们国家的水平。

2国内基于逆向工程的模具设计研究现状

由于我国计算机技术发展较晚等原因，所以相应的模具CAD/CAM/CAE技术显然起步较晚，但也有一定的发展，特别是近年来在质量、技术和制造能力上都取得了很大的进步。但是国内自主开发的逆向工程软件较少，几乎都是运用国外的软件。目前来讲国内开发比较成功的设计软件是中望CAD，已成功为全球超过18万用户提供了世界级品质的二维CAD解决方案，也支持了2～5轴CAM加工的国产CAD/CAM方案。另外其价格较国外同类软件价格低廉，性价比高，技术的创新和开发力度越来越大，国产的逆向工程软件也逐步得到各个行业的肯定和应用[1]。

3基于逆向工程的模具设计研究方法

随着技术不断进步，对于大型精密模具的开发和生产，为了缩短模具的生产周期和节约生产成本，先要对产品结构进行验证，也可以通过3D打印技术，将产品打印成型，研究产品的冲压工艺或者是模塑工艺，然后利用逆向工程技术将打印成型的产品反求[2-3]。逆向工程的主要方法有以下几点：1）运用3D扫描仪对物体进行数据采集。2）对采集的数据，探讨数据的修补与处理方法，结合软件，获得数模。3）利用分析软件，分析注塑工艺产生的问题，并提出必要的优化方案。实现产品的逆向工程及研究方法，需要专业的硬件，如天远三维扫描仪OKIO，辅件有标定块、显像剂等，另外还需要软件的支持，如GeomagicQualify、UG10.0、Moldflow2015等。实现逆向工程[4-5]，一般分为4个步骤。第一步：采用测量装置对原形扫描获取零件表面点的三维坐标值；第二步：对数据进行处理，按测量数据的需要对其进行分割，采用软件编辑和优化，获取零件原形所具有的主要建模特征数据；第三步：利用逆向工程软件，对数据进行面的拟合，复原原形表面的CAD模型；第四步：对复原的CAD模型进行比对，验证与原形的重合度，确定各项指标或精度是否满足要求，对不满足要求的重复以上过程，直至达到零件的逆向工程设计要求。

4基于逆向工程的模具设计研究意义

随着塑料工业的进步，在汽车、电气、机械、光学、医学等领域用塑料成型的制品代替了相关的零件，在各行业中得到了越来越广泛的应用。同时工业塑料在转变为产品的过程中，其速度在加快，产品的结构不断优化，产品的功能日益增强。为了适应人类生活的节奏和满足人们对市场产品的要求，塑料制品成型的工艺装备和工艺方法也要不断发展和创新，才能使产品在较短的周期内流通于市场，才能得到市场的检验和认可[6]。

5结论

竞争是市场经济发展的动力，企业要想在市场立于不败之地，必须要不断的创新。传统的从未知到已知、由想象到现实的设计方式已经很难满足新的市场竞争要求，而逆向工程技术与传统的正向设计方式不同，是对已有新产品进行解剖，获得产品的设计信息，并在此基础之上进行再设计，很大程度上缩短了新产品的开发周期。

参考文献：

[1]张宏伟.ATA125-T型ATV车身覆盖件的逆向造型[D].南昌：南昌大学，2014.

[2]于喆，赵敏.Imageware优秀的逆向工程软件[J].智能制造，2000(9)：13-15.

[3]刘金颂，张庆阳.反求工程技术研究[J].机械工程与自动化，2009(4)：196-197.

[4]黄海阔.基于Pro/E的注塑模具的优化设计研究[D].北京：华北电力大学，2014.

[5]唐嘉彤.手机面板框注塑模具设计与CAE分析[D].天津：天津大学,2012.

[6]周永泰.我国塑料模具现状与发展趋势[J].塑料，2000，29(6)：23-27.

作者：赵钱 单位：江苏省常州技师学院