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模具行业是制造业的重要组成部分，具有广阔的市场前景。目前全世界的模具年产值在
650
亿美元左右，我国的模具年产值为
40
亿美元左右，据估计到
2005
年我国模具产值将达到
460
亿人民币。目前我国一般模具的
30%
，中高档模具的一半以上还依赖进口（其中注塑模
占有很大的比例）。由此可见，模具（特别是注塑模具）制造业的落后在某种程度上已经成
为阻滞我国制造业发展的瓶颈所在。开发和引进先进制造技术是改变我国注塑模具制造业相
对落后和市场需求快速增长的重要途径。
先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其应用于产品的设
计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低
耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争力的制造技术的总称。先进
制造业正在急剧地改变着传统制造业的产品结构和生产模式，注塑模具制造业也不例外。
1
⑴
型腔及型芯呈立体型面。塑件的外部和内部形状是由型腔和型芯直接成型的，这些复杂
的立体型面加工难度比较大，特别是型腔的盲孔型内成型表面加工，如果采用传统的加工方
法，不仅要求工人技术水平高、辅助工夹具多、刀具多，而且加工的周期长。
⑵
精度和表面质量要求高，使用寿命要求长。目前一般塑件的尺寸精度要求为
IT6-7
，表面
粗糙度
Ra0.2-
0.1μm
，相应的注塑模具零件的尺寸精度要求达到
IT5-6
，表面粗糙度
Ra0.1μm
以下。激光盘记录面的粗糙度要达到镜面加工的水平的
0.02-
0.01μm
这就要求模具的表面粗
糙度达到
0.01μm
以下。长寿命注塑模具对于提高高效率和降低成本是很必要的，目前注塑
模具的使用寿命一般要求
100
万次以上。精密注塑模要用刚度大的模架，增加模板的厚度，
增加支承柱或锥形定位元件以防止模具受压力后产生变形，有时内压可以达到
100MPa
。顶
出装置是影响制品变形和尺寸精度的重要因素，因此应该选择最佳的顶出点，以使各处脱模
均匀。高精度注塑模具在结构上多数采用镶拼或全拼结构，这要求模具零部件的加工精度、
互换性均大为提高。
⑶
工艺流程长，制造时间紧。对于注塑件而言，大多是与其它零部件配套组成完整的产品，
而且在很多的情况下都是在其它部件已经完成，急切等待注塑件的配套上市。因为对制品的
形状或尺寸精度要求很高，加之由于树脂材料的特性各异，模具制造完成后，还需要反复地
试
模与修正，使开发和交货的时间非常紧张。
⑷
异地设计、异地制造。模具制造不是最终目的，而是由用户提出最终制品设计，模具制
造厂家根据用户的要求，设计制造模具而且在大多数情况下，制品的注射生产也在别的厂家。
这样就造成了产品的设计、模具设计制造和制品的生产异地进行的情况。
⑸
专业分工，动态组合。模具生产批量小，一般属于单件的生产，但是模具需要很多的标
准件，大到模架，小到顶针，这些不能也不可能只由一个厂家单独完成，且制造工艺复杂，
普通设备和数控设备使用极不均衡。
2
基于以上模具制造的五个特点，对现代模具制造业提出了相应的要求。当前模具制造的发展
方向主要表现为以下五个方面：
2.1
从一般的机加工方法，发展至采用光机电相结合的数控电火花成形、数控电火花线切割
以及各种特殊加工相结合，例如电铸成形、粉末冶金成形、精密铸造成形、激光加工等。从
而可以加工出复杂的型腔和型芯，以及保证较高的加工精度要求。目前慢走丝线切割和电火
花放电加工精度要求。目前慢走丝线切割和电火花放电加工精度可达到
±1.5μm
，加工表面
粗糙度可达到
Ra0.004μm
，基本上达到了精面要求。
2.2
先进的技术支持条件。模具的服务对象主要是电器、汽车厂家，产品的更新换代快，而
且模具的设计已经从二维发展为三维，实现了可视化设计，不但可以立体、直观地再现尚未
加工出的模具体，真正实现了
CAD/CAM
一体化，而且三维设计解决了二维设计难于解决
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的一些问题，诸如：干涉检查、模拟装配等。
2.3
模具快速制造技术。当前快速制造有三个发展方向：分别是基于并行工程的注塑模具快
速制造、基于快速原型技术的注塑模具快速制造和高速切削技术。
2.3.1
基于并行工程的注塑模具快速制造这种生产方式。是以注塑模具的标准化设计为基础
的，它主要体现为经营管理、模具设计为基础的，它主要体现为经营管理、模具设计和模具
制造的三个体系的标准化。为了实现标准化，需要解决三项关键技术：一是统一数据库和文
件传输格式；二是充分利用和开发
Internet
和
Intranet,
实现信息的集成和数据资源的共享；
三是解决生产的组织、协调和专业分工，确定各个部门和层次的项目分解和利益分配的基准
和算法。
2.3.2
基于快速原型技术的注塑模具快速制造。直接从
CAD
模型生产工模具被认为是一种
可以减少新产品成本和开发周期的重要的方法，近
些年来，这种将
CAD
技术、快速成型（
RP
）
和快速工模具制造（
RT
）等高新技术相结合，已经对传统的注塑模具的制造产生了重大的
冲击。
CAD
技术的应用在很大程度上代替了实物的评估和试验，减少了新产品研制过程中
的迭代次数，从而加快了新产品的开发速度。
2.3.3
高速切削技术（
High Speed Machining
）的应用。高速切削技术制造模具，具有切削效
率高，可明显缩短机动加工时间，加工精度高，表面质量好，因此可大大缩短机械后加工、
人工后加工和取样检验辅助工时等许多优点。
在某注塑模的高速铣削中，材料硬度为
56-58HRC
，原来采用电火花加工（
EDM
），每个零
件需时
90min
，采用直径为
12mm
球头铣刀，主轴转速
1500r/min
、工作台进给
1500r/min
进行高速加工，加工每个零件只需
5min
，工效提高了
18
倍。
今后，电火花成形加工应该主要针对一些尖角、窄槽、深小孔和过于复杂的型腔表面的精密
加工。高速成切削加工在发达国家的模具制造业中已经处于主流地位，据统计，目前有
85%
左右的模具电火花形加工工序已被高速加工所取代。但是由于高速切削的一次性设备投资比
较大，在国内，高速成切削与电火花加工还会在较长时间内并存。
模具的高速切削中对高速切削机床有下列技术要求：①主轴转速高，功率大；②机床的刚度
好；③主轴转动和工作台直线运动都要有极高的加速度。由于高速切削时产生的切削热和刀
具的磨损比普通速度切削高很多，因此，高速刀具的配置十分重要，主要表现为：①刀具材
料应硬度高、强度高、耐磨性好，韧度高、抗冲击能力强，热稳定和化学稳定性好；②必须
精心选择刀具结构和精度、切削刃的几何参数，刀具与机床的连接方式广泛采用锥部与主轴
端面同时接触的
HSK
空心刀柄，锥度为
1
：
10
，以确保高速运转刀具的安全和轴向加工精
度。③型腔的粗加工、半精加工和精加工一般采用球头铣刀，其直径应小于模具型腔曲面的
最小曲率半径；而模具零件的平面的粗、精加工则可采用带转位刀片的端铣刀。
2.4
发展新的塑料模具材料及模具表面技术。主要是发展易加工、抛光性好的材料，预硬易
切削钢（一般
28-35HRC
之间
)
、耐蚀钢、硬质合金钢以及时效硬化型钢、冷挤压成型钢。
表面工程可以弥补模具材料的不足，降低模具材料的研发及加工的费用。近年来迅速发展起
来的激光表面强化技术、物理气相沉淀技术（
PVD
）、化学气相沉淀技术（
CVD
）、热喷涂
技术等新的表面技术，而传统的表面技术（如热扩散、电镀）也
有很大的完善与发展，如电
镀技术已经发展到复合电镀技术。
2.5
基于信息注塑模具的制造新模式。与注塑模具制造活动有关的信息包括产品的信息和制
造信息。现代制造过程可以看作是原材料或毛坯所含的信息量的增值过程，信息流驱动将成
为制造业的主流。它包括两个层面：一是通过企业内部的局域网，完成模具报价、人员的安
排、制品原始数据、模具加工工艺、质量检测、试模具与交付等任务；二是通过企业外部的
互联网完成企业与用户、与外协企业之间的信息交换，这种制造方式必须通过动态联盟
（
Virtual Organization
）这种新的生产模式来实现的。动态联盟分三层：紧密层、合作关系
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层和松散层。
3
注射成型技术作为塑料加工成型方法中最重要的方法之一，已经得到相当广泛的应用。据统
计，注塑制品约占整个塑料制品的
20%-30%
，而在工程塑料中有
80%
以上的制品是采用注
塑成型加工的。但随着塑料制品应用的日益广泛，不同的领域对塑料制品的开头精度、功能
成本等方面提出了很多更高的要求，因此在传统注塑成型技术的基础上
,
又发展了许多特殊
的新兴注塑成型技术，如低压注射成型、熔芯射击成型、装配注射成型、磁场定向注射成型、
单色多模注射成型、气体辅助注射成型、薄壳注射成型技术等。因些必须改变注塑模具的设
计和制造体系，才能够满足成型要求。
另外，随着微机电系统的产业生命线的进展，微细型注塑模具设计与制造技术的研究近年来
得到了人们的重视，随着
MEMS
产业化的进程，微注塑成型技术有着巨大的潜力和发展空
间。微型注塑成型通常用于医疗、电信、计算机、电气等领域，医疗和电子器械越来越小型
化，因此对人们希望制件可以做得越来越小。微型注塑成型有许多优点，如工模具的成本可
以更低，而且原料的成本也大大的降低，研究适合微型注塑模具和微型注塑机的成型理论和
制造方法，寻找和研制适合微型塑料制件生产的塑料原料，以及开发相应的检测仪器设备，
已经成为目前国内外的研究热点。
4
先进制造技术对注塑模具制造产生了重大的影响，反过来，注塑成型新技术的产生与发展也
对制造技术不断提出了新的要求。将信息技术与现代管理技术应用于制造全过程，未来注塑
模制造将是以计算机辅助技术为主导技术，以信息流畅作为首要备件的有极强应变能力与竞
争力的技术。