周思亮 卓建业 敖展
摘 要：在当前模具行业发展过程中，面向制造的设计技术（DFM）的合理应用可以使产品生产朝着低成本、高效率的方向发展，本文介绍了在当前的注塑模具结构设计工作中，应用DFM技术的意义、流程、实例、不足及其优化措施，以期进一步提升注塑模具结构设计、产品生产的质量，希望能够给制造业的发展提供参考。
关键词：面向制造的设计技术;注塑模具;结构设计
引言
传统的注塑模具设计、生产工作更多的是依赖设计人员与工艺人员的经验，在模具设计时，往往需要对产品进行反复的试模调整，这不仅在一定程度上延长了产品的生产周期，还大大增加了产品的生产成本。现阶段，为切实解决上述问题，将DFM技术应用到当前的注塑模具结构设计中，成为了一项极为必要的工作。
一、将DFM应用到注塑模具结构设计中的意义
在并行工程研究过程中，DFM是一种在并行工程思想指导下，将产品设计与制造集成到一起的技术方法，这一方法在实际应用过程中，抛弃了过去产品设计过程中的“隔墙”设计，即在产品设计阶段，就对可能限制产品生产的因素进行思考，并且通过对产品设计情况进行全面分析的方式，在产品正式生产前，尽可能找出设计中存在的与产品生产制造相关的问题，并对其进行优化，保证产品设计与制造能够一次成型，在降低产品生产成本的基础上，提高产品质量，为产品生产周期的缩短、产品效益的提升提供有效的支持。
二、将DFM应用到注塑模具结构设计中的流程
第一，在确定注塑模具初始型腔时，可以借助DFM技术对模具设计方案中的初始型腔数目进行确认，为模具结构设计实现创造良好的条件;第二，在确定注塑模具成型材料时，可以借助DFM技术对模具的塑材制品物理性质、力学性能、电性能等情况进行分析，并且在对各种塑材性能品质进行综合分析的基础上，选择最合适的成型材料;第三，在确定浇口形式时，可以借助DFM技术对模具浇口去除、加工、塑件外形等工作可行性进行分析，确定最为合适的浇口形式，为后续零部件的顺利生产打下良好的基础;第四，在选择模具形式时，可以借助DFM技术对模具的形状、注塑浇口、塑材等使用情况进行分析，选择最适合的模具形式;第五，在选择注塑机机型时，可以借助DFM技术对注塑机占用空间、操作便利性、注射量、注射压力等信息进行分析，选择最合适的注塑机，并对选择结果的合理性加以评价;第六，在评价模具结构方案时，可以借助DFM技术对注塑模具设计的合理性进行分析，并为设计优化工作的开展提供意见与建议[1]。
三、将DFM应用到注塑模具结构设计中的实例
由于当前仪表盘的罩盖体积较大，并且总体结构较为复杂，为提升这一产品的生产效率，节约产品的生产成本，可以通过注塑模具浇筑塑材的方式，完成罩盖的生产。具体来说，某款仪表盘罩盖外部结构尺寸为960
320230mm，厚度仅为3mm，并且罩盖内存在着大量螺丝孔、加强筋等不规则形状部件，这使得罩盖模具设计难度大幅度上涨，现阶段，为切实提升罩盖模具设计工作的可靠性，可以将DFM技术应用到罩盖注塑模具设计工作中。首先，由于该款罩盖注塑模具生产前，罩盖需求厂家已经明确了罩盖使用的素材，因此本次罩盖注塑模具设计核心在于确定罩盖浇注口的数量与浇筑管道的布局，为切实提升设计工作的可行性，可以将DFM技术应用到浇注口、浇筑管道布局设计工作中，并对不同的设计方案进行比对，从中选择最佳的方案，最终决定盖罩盖注塑模具的浇注口有4个。其次，在罩盖注塑模具浇注口数量确定后，还需要应用DFM技术对注塑模具四个浇注口浇筑塑材时的压力、流量、浇筑时间等因素进行分析，通过尽量提升浇筑压力均衡性、流量均等性并且控制时间尽量接近性的方式，降低后续罩盖注塑生产的难度。最后，由于罩盖生产过程中，超过80%的时间消耗在罩盖冷却环节，现阶段，为尽量提升罩盖生產效率，可以通过DFM技术对罩盖冷却方式进行分析，找出最合适的罩盖冷却系统布局方式，在提升注塑模具实用性的基础上，为后续罩盖生产活动的顺利开展创造良好的条件[2]。
四、将DFM应用到注塑模具结构设计中的不足与优化措施
尽管在当前的注塑模具设计生产过程中，DFM技术得到了广泛的应用，但对当前DFM技术应用情况进行分析后可以了解到，在注塑模具设计过程中，DFM技术应用有着专业化水平偏低、前期信息准确率不高、项目总结反馈机制不够健全等问题，现阶段，为切实提升这一技术方式应用的可靠性，首先，面对这一技术专业化程度不够高的情况，可以通过培养专门的DFM技术人员，在DFM技术应用过程中不仅可以明确客户提供产品参数、验收标准等信息，并且在注塑模型设计过程中，能够合理利用DFM技术对模型的塑胶特性、模具结构等信息进行分析，从而切实提升注塑模具后续设计生产工作的可行性。其次，由于DFM技术在前期应用过程中往往需要对客户提供的数据参数进行分析，受各种因素的影响，部分信息不够完整，甚至可能存在一定的错误，这使得DFM的可行性分析结果存在一定的偏差，需要注塑模具在后续设计生产过程中不断对自身的结构、素材等条件进行优化调整，这不仅提升了DFM技术应用的工作压力，还增加了注塑模具生产的成本。现阶段，为切实解决上述问题，在使用DFM技术对注塑模具进行可行性分析前，可以通过对其进行预设计与CAE分析的方式，为后续DFM分析准确性与完整性的提升提供支持。同时，为解决因信息参数不够准确所导致DFM工作量增加的问题，在实际工作过程中，可以通过在注塑模型设计工作开展前，对各种影响因素进行分析审查，降低数据参数的错误率，提升DFM技术应用质量。最后，在DFM技术应用过程中，往往存在着部分问题分析后，无法及时将其反馈给模型设计人员，导致在设计优化时无法对其进行处理的情况，这一情况的存在不仅增加了DFM工作量，还会增加注塑模型的生产成本，现阶段，为切实解决上述问题，构建科学的项目反馈机制，将DFM技术应用过程中发现的问题，及时传达给目标人员，及时解决工作失误，成为了一项极为必要的举措。
结语
面对当前人们对零件加工制造精密度要求不断提升的情况，在DFM技术应用到注塑模具结构设计工作中，可以有效降低一些大型、精密度较高、较为复杂的模具生产成本，缩短模具的生产周期，在满足人们对模具实际需要的基础上，降低产品的生产成本，为企业经济效益与市场竞争力的提升，打下坚实的基础。
参考文献：
[1]庞有强.注塑模具电火花加工电极设计及工时预估关键技术研究[D].南京航空航天大学，2018.
[2]罗云中.注塑模具零件三维工序模型的生成方法研究与系统实现[D].武汉理工大学，2020.
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