随着汽车行业的快速发展，市场对高端汽车模具提出了越来越高的要求，我国高端汽车模具制造业正迎来新一轮的发展机遇，但相对于整车行业的高速发展，与工业先进国家相比，目前国内高端汽车模具的发展严重滞后。这主要有以下四方面的原因：一是生产不集中、规模小； 二是自主创新能力与研发能力不足，数字化技术落后，信息化程度偏低，标准化水平不高，企业知识得不到有效积累，产品开发主要依赖于工程师的经验，导致产品开发周期长、成本高，质量难以保证。国外企业在新技术的应用中，已有较多的创新，能设计很复杂的模具，其模具主体部分制作的精度能达到0.002～0.008mm，表面粗糙度值R a=0.1～0.05mm；而国内企业仅能达到0.01～0.03mm；R a=0.2～0.1mm；三是企业没有明确的主攻方向和下一步发展的具体目标。四是缺乏权威的企业信用、资讯和品牌资料。

      国内在高端汽车模具方面存在的问题根据国际模具工业的发展情况，模具行业适合于专业化、商品化生产，模具企业应走“精而专”的道路，而国内模具企业大多是“大而全”、“小而全”的组织形式。

      （1）企业管理水平、信息化程度低 许多模具企业仍沿用作坊式管理模式，缺乏先进的生产管理理念，在图档查询、版本管理、项目管理、编码管理、数据集成共享、数据库管理等方面，缺乏完整业务流程的标准化和信息化管理。

      （2）新产品、新技术研发能力差，数字化技术水平低 缺乏先进技术和掌握先进技术的专门人才，企业在CAX及智能系统的使用范围及水平远低于国外先进水平。

     （3）专业化、标准化程度低 模具企业普遍存在专业化生产分工不细，相互之间协作不够，彼此之间缺乏有效的信息沟通渠道，缺乏模具协同设计、制造、知识共享、业务交易的平台，难以有效合作完成高端汽车模具成套的生产任务。

      提高国内高端汽车模具加工制造水平，改变高端汽车模具依赖进口的现状在有限的资源条件下，要取得竞争优势，迫切需要将原有的研发、制造、营销、服务等环节，进行重新设计和组合，并结合实际运作情况，分步实施，将资源集中于特定环节，将焦点缩小到核心环节，而将其他环节虚拟化，以最大效率发挥企业有限的资源。改变高端汽车模具依赖进口的现状，主要从以下两个方面迅速提高国内高端汽车模具的加工制造水平。

     （ 1 ） 实现管理、技术的信息化 广泛推广应用INT ERNE T、ERP等信息技术， UG、PowerMILL、Moldflow、 Microsoft WINDOWS等专业软件。将业务、技术、制造、沟通、企业内部管理过程，以IT形式固定下来，最终达到提高企业经营管理水平、设计制造水平、提升企业运转效率的目的。为企业提供共用的、一致的、忠实的进程监控平台，实现模具研发、制造过程的自动控制，对模具的整个生命周期进行较好地管理。

    （2）提升自主创新能力 重点进行前沿公关，并成立试验基地；力求突破、解决项目发展中存在的关键共性问题，加快创新成果的产业化。在进行自主创新的过程中，始终抓住技术开发这个龙头，通过原始创新、集成创新和引进、消化吸收再创新，随时掌握国际最先进技术的发展趋势。如汽车格栅类模具，按以往经验，选择多点开放式热流道转冷流道边进胶方式，但为消除和控制熔接线采用了顺序阀热流道系统进胶方案。图1是7点顺序阀热流道系统进胶，图2是5点顺序阀热流道系统进胶。

图1 7点顺序阀热流道系统进胶

图2 5点顺序阀热流道系统进胶

      高端汽车模具制造行业的发展趋势

      高端汽车模具制造行业的发展趋势是：通过业务流程重组向研发制造数字化、管理信息化、技术集成化、设备精良化、加工高速化及自动化和智能控制及绿色制造方向发展，制造出精密、复杂、长寿命模具为代表的，与高效、高精工艺生产装备相配套的高端汽车模具产品。

     （1）专业化分工协作日益加强 专业化分工是将复杂技术分解，分化为许多单个的技术。借助于专业化分工，把各环节中做得最好的企业组合起来，形成一条完整的产业链。通过建立设计事务所，以设计为专长的企业把设计做得最好，赢得模具企业的设计订单，模具企业通过协同制造链，由加工滑块、顶块、石墨电极、表面处理等专业公司分工、协同完成模具的制造。因此，各公司每天在做某部分的事情，技术上越来越精，生产时间越来越短，成本越来越低，专业化程度也就越来越高。

      （2）设计、制造与管理集成技术日益发展。

      ①通过基于三维产品模型的智能化CAP P系统关键技术研究，建立支持高端汽车模具行业应用的CAPP系统构建库，开发相应的工艺知识库与工具集，从而提高工艺水平和设计效率。②通过采用传统规范知识的成熟表示方法与基于事例表示相结合的方法，对模具设计的经验和方法进行系统化处理，建立关于模具设计、模具制造、模具使用、生产管理等较完备的模具全生命周期知识库与事例库，将专家系统技术、知识工程技术和人工智能技术等应用于模具全生命周期中。并在此基础上，提出基于特征精确匹配的多粒度复杂产品相似性评估方法，实现对潜在知识的数据挖掘与重用。③零件信息获取与CAD/CAPP集成：针对目前CAD模型不能直接提供CAPP所需的加工特征及其工艺信息问题，兼顾特征造型与实体造法，研究模具型腔特征、各类空特征以及其他标准特征识别技术，提出一种基于知识的型腔加工区域分层特征识别算法，在特征识别和唯一性解释过程中引入相关知识，得到合理的加工特征以及特征关系树，结合特征识别的后处理，获取工艺设计等所需的特征信息，并补充CAD模型信息中缺少的工艺信息，实现CAD/CAPP的有效集成。④通过加载CAPP提供给NC编程的工艺计划（包含特征加工区域、孔位、毛坯、加工方法、进刀方向等），设置动作，产生刀轨文件CLSF和NC代码，实现CAPP和CAM的集成。

     （3）产品性能预测技术及其在高端汽车模具设计中的应用 产品性能预测技术是在CAE技术基础上，在产品的设计阶段就对产品的性能进行预测。涵盖的内容包括产品形状设计、模具开发、制造工艺参数优化及产品性能CAE仿真等多个方面。它在CAE仿真技术基础上做了两方面的延伸，一是从产品开发生命周期上，向上下游，特别是上游做了扩充，将模具开发和制造过程纳入到产品性能预测中，信息更加全面，也更符合实际生产过程；另一方面，对于制件的仿真模拟，提出将产品制造过程的历史信息与产品结构仿真分析相结合，从而更准确地对产品的最终性能做出预测。产品性能预测技术将从如下几个方面对模具研发予以支持。①模具的强度、刚度预测及优化。②模具的疲劳性能预测。③模具温度场、热应力场仿真模拟。基于模具的成形过程仿真，特别是先进注塑成形模流分析技术开发，以及产品变形分析等。

     汽车饰条产品多为长条状产品（见图3），产品两端翘曲变形较大。为保证产品注塑电镀后达到装车要求，在产品设计前期可根据模流分析结果以及参考类似产品，做产品反变形。④产品开模前，模流分析显示，产品两端会产生4.7mm的向上翘曲变形，因此，产品两端向下做2.5mm的反变形。⑤考虑成形过程历史信息的产品结构CAE分析技术，包括静力、振动、冲击等多个方面。⑥以模具开发为起点，以产品性能为目标，发展全生命周期优化技术。

图3 汽车饰条电镀产品的反变形方案

      （4）协同创新的支持 近年来，发达国家纷纷制订了基于网络的先进制造技术发展战略，旨在建立共享、集成、协作的产品开发模式，进一步缩短产品开发周期，提高产品质量。例如，美国提出“敏捷制造”战略，日本提出“智能制造系统”的研究计划，德国提出“生产2000”战略计划等。在这些先进制造技术发展战略中，网络化产品协同作为一种重要的支持技术，已经引起各国研究机构和企业界的广泛重视，关于协同设计与制造的商用协同设计应用系统已经成为各国先进制造发展战略重大研究计划中不可缺少的重要组成部分。

        结语

      基于数字化制造技术的高端汽车注塑模具研究与开发，通过对领域专家知识的发掘、继承、管理和创新，为工程问题提供合理、乃至最佳解决方案的计算机集成技术，增强高端汽车注塑模具的开发制造能力，从而有效提升国内高端汽车模具加工制造水平，改变高端汽车模具依赖进口的现状。