Research progress in intelligent manufacture of molds

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.07.017

Abstract

Abstract:

This article summarized three ways to achieve the intelligent manufacture of molds： Relying on 3D software can provide more accurate product parameters for production in order to quickly and efficiently complete the high⁃precision manufacture of molds； Relying on 3D printing technology to manufacture molds with complex internal structures and high personalization in small batches； Relying on the design optimization of intelligent manufacturing systems can make the manufacturing process of various types of molds more reasonable， fast， and smooth. Finally， the problems in the three development directions of intelligent mold manufacture were analyzed， and the future development directions of mold manufacture were analyzed.

Key words: mold manufacturing, intelligence, 3D software, 3D printing, intelligent manufacturing system

CLC Number:

TQ320.66

YU Jiabin, WANG Fei, SHI Wentian, JIANG Yating. Research progress in intelligent manufacture of molds[J]. China Plastics, 2024, 38(7): 100-105.

Figures/Tables 1

References 42

1	罗玉玲.机械模具数控加工制造技术及应用分析［J］.中国金属通报，2022（7）：80⁃82.
	LUO Y L. Analysis of CNC machining manufacturing technology and application of mechanical moulds［J］. China Metal Bulletin， 2022（7）： 80⁃82.
2	李铭秋.机械模具数控加工制造技术研究［J］.科技与创新，2022（19）：14⁃16.
	LI M Q. Research on CNC processing and manufacturing technology of mechanical mould［J］. Technology and Innovation， 2022（19）： 14⁃16.
3	武兵书.金属3D打印技术正在成为模具制造智能化的关键技术［J］.金属加工（冷加工），2022（6）：1⁃8.
	WU B S. Metal 3D printing technology is becoming a key technology for intelligent mould manufacturing［J］. Metal Processing （Cold Processing）， 2022（6）： 1⁃8.
4	赵立勋.三维CAD软件在机械设计与制造中的应用分析［J］.中国设备工程，2017，378（19）：147⁃148.
	ZHAO L X. Analysis of the application of three⁃dimensional CAD software in mechanical design and manufacturing［J］. China Equipment Engineering， 2017， 378（19）： 147⁃148.
5	李祥伟.注塑模具数字化设计与智能制造技术研究［J］.现代制造技术与装备，2022，58（7）：176⁃179.
	LI X W. Research on digital design and intelligent manufacturing technology of injection mould［J］. Modern Manufacturing Technology and Equipment， 2022， 58（7）： 176⁃179.
6	郑端阳.三维设计在缸体铸造模具制造中的应用［J］.铸造，2003（2）：126⁃129.
	ZHENG D Y. Application of three⁃dimensional design in the manufacture of cylinder block casting moulds［J］. Casting， 2003（2）： 126⁃129.
7	李琳茹，游林儒，刘少君.利用OpenGL实现数控系统加工过程的三维动态仿真［J］.组合机床与自动化加工技术，2012（1）：62⁃65.
	LI L R， YOU L R， LIU S J. Three⁃dimensional dynamic simulation of CNC machining process using OpenGL［J］.Combined Machine Tools and Automated Machining Technology， 2012（1）： 62⁃65.
8	袁红兵，赵动动，谭鑫.基于OpenGL的三维数控铣削仿真系统的研究与开发［J］.组合机床与自动化加工技术，2015（1）：110⁃113.
	YUAN H B， ZHAO D D， TAN X. Research and development of 3D CNC milling simulation system based on OpenGL［J］. Combined Machine Tools and Automated Machining Technology， 2015（1）： 110⁃113.
9	连峻.探索智能化技术在模具设计制造中的科学应用［J］.产业创新研究，2021（4）：24⁃26.
	LIAN J. Exploring the scientific application of intelligent technology in mould design and manufacturing［J］. Industrial Innovation Research， 2021（4）： 24⁃26.
10	HUSSEIN H M A， KUMAR S. A framework for development of an intelligent system for design and manufacturing of stamping dies［J］.IOP Conference Series： Materials Science and Engineering， 2014， 65（1）：012029.
11	HALEEM A， GUPTA P， BAHL S， et al. 3D scanning of a carburetor body using COMET 3D scanner supported by COLIN 3D software： issues and solutions［J］. Materials Today： Proceedings， 2021， 39： 331⁃337.
12	CHIU M， HONG S C， WILSON G. Digital fabrication of orbital prosthesis mold using 3D photography and computer⁃aided design［J］. Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology， 2017， 255： 425⁃426.
13	PATHAN M S A， KULKARNI POOJA J， JADHAV RAMDAS S， et al. Design & development of injection mold using flow analysis and higher end design software［J］. International Journal of Recent Research in Civil and Mechanical Engineering， 2016， 3（1）： 17⁃23.
14	罗百辉.信息化、智能化是我国汽车模具产业发展关键［J］.汽车与配件，2012（20）：10⁃12.
	LUO B H. Informatisation and Intelligent is the key to the development of China's automotive mould industry［J］. Automobile and Accessories， 2012（20）： 10⁃12.
15	李添翼.智能化模具制造与设计在汽车生产中的应用研究［J］.内燃机与配件，2021（20）：173⁃174.
	LI T Y. Research on the application of intelligent mould manufacturing and design in automotive production［J］. Internal Combustion Engines and Accessories， 2021（20）： 173⁃174.
16	蔡厚道.基于UG和Moldflow的塑料外壳注塑模具设计与数控加工［J］.塑料，2015，44（6）：89⁃92.
	CAI H D. Plastic shell injection mould design and CNC machining based on UG and Moldflow ［J］. Plastics， 2015， 44（6）： 89⁃92.
17	魏剑，高浩，王孝鹏.基于UG和Moldflow的多功能笔注塑模设计［J］.塑料科技，2018，46（2）：93⁃98.
	WEI J， GAO H， WANG X P. Multifunctional pen injection mould design based on UG and Moldflow［J］. Plastics Science and Technology， 2018， 46（2）： 93⁃98.
18	王吴光.基于UG和MPI的座椅棘架顺序定距分型模具设计［J］.塑料，2016，45（5）：32⁃35，40.
	WANG W G. Sequential fixed⁃pitch parting mould design of seat ratchet frame based on UG and MPI［J］. Plastics， 2016， 45（5）： 32⁃35， 40.
19	王谦，陈晓勇.国内注塑模具设计研究现状的可视化分析［J］.工程塑料应用，2019，47（5）：159⁃164.
	WANG Q， CHEN X Y. Visual analysis of the research status of domestic injection mould design［J］. Engineering Plastics Application， 2019， 47（5）： 159⁃164.
20	肖婷，刘坚.模具制造中3D打印技术的应用研究［J］.工业设计，2019（5）：154⁃155.
	XIAO T， LIU J. Research on the application of 3D printing technology in mould manufacturing［J］. Industrial Design， 2019（5）： 154⁃155.
21	KHOSRAVANI M R， NASIRI S， REINICKE T. Intelligent knowledge⁃based system to improve injection molding process［J］. Journal of Industrial Information Integration， 2022， 25： 100275.
22	CHING B L， PIN J H， GUAN C C. Integrating a fused deposition modeling 3D printing design with computer numerical control milling machines［J］. Int J Adv Manuf Technol， 2023， 125： 3 869⁃3 880.
23	段嘉奇，郝明晖，秦若森，等.五轴连续纤维3D打印机及其数控系统开发［J］.航空制造技术，2022，65（6）：68⁃75.
	DUAN J Q， HAO M H， QIN R S， et al. Development of a five⁃axis continuous fibre 3D printer and its numerical control system［J］. Aerospace Manufacturing Technology， 2022， 65（6）： 68⁃75.
24	郑天宇.连续纤维复合材料3D打印关键技术研究［D］.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2021.
25	ŠAFKA J， ACKERMANN M， Bobek J， et al. Use of composite materials for FDM 3D print technology［C］. Materials science forum. Trans Tech Publications Ltd， 2016， 862： 174⁃181.
26	SURACE R， BASILE V， BELLANTONE V， et al.Micro injection molding of thin cavities using stereolithography for mold fabrication［J］.Polymers， 2021， 13（11）： 1 848.
27	DIZON J R C， VALINO A D， SOUZA L R， et al. 3D printed injection molds using various 3D printing technologies［C］. Materials Science Forum， 2020， 1005： 150⁃156.
28	VILLEGAS， MARTIN， et al. Fabricating smooth PDMS microfluidic channels from low⁃resolution 3D printed molds using an omniphobic lubricant⁃infused coating［J］. Analytica Chimica Acta， 2018， 1000： 248⁃255.
29	梁晓静，于晓燕.3D打印用高分子材料及其复合材料的研究进展［J］.高分子通报，2018（4）：27⁃35.
	LIANG X J， YU X Y. Research progress of polymer materials and their composites for 3D printing［J］. Polymer Bulletin， 2018（4）： 27⁃35.
30	林淼，谢宇.模具制造过程智能化实施路径研究［J］.今日制造与升级，2022（5）：101⁃104.
	LIN M， XIE Y. Research on the implementation path of mould manufacturing process intelligence［J］. Manufacturing and Upgrading Today， 2022（5）： 101⁃104.
31	TRAPPEY A J C， LU T H， FU L D. Development of an intelligent agent system for collaborative mold production with RFID technology［J］. Robotics and Computer⁃Integrated Manufacturing， 2009， 25（1）： 42⁃56.
32	YU C D， HONG B L， JUN H， et al. An integrated manufacturing system for rapid tooling based on rapid prototyping［J］.Robotics and Computer⁃Integrated Manufacturing， 2004， 20（4）： 281⁃288.
33	马骏，徐立振，夏琴香，等.新型模具数字化制造关键技术的创新［J］.新型工业化，2020，10（11）：57⁃58.
	MA J， XU L Z， XIA Q X， et al. Innovation of key technologies for digital manufacturing of new moulds［J］. New Industrialisation， 2020， 10（11）： 57⁃58.
34	关洪明，卢全伟，杨德军，等.智能化编程技术在加工孔类模具上的应用［J］.模具制造，2022，22（11）：55⁃58.
	GUAN H M， LU Q W， YANG D J， et al. Application of intelligent programming technology on machining hole moulds［J］. Mould Manufacturing， 2022， 22（11）： 55⁃58.
35	KIM S， RYU K. Intelligent process quality management for supporting collaboration of mold manufacturing SMEs［J］. Procedia Manufacturing， 2020， 51： 381⁃387.
36	沈晓伟.探索智能化技术在模具设计制造中的科学应用［J］.国际公关，2020（1）：235.
	SHEN X W. Exploring the scientific application of intelligent technology in mould design and manufacturing［J］. International PR， 2020（1）： 235.
37	DUČIĆ N， MILIĆEVIĆ I， ĆOJBAŠIĆ Ž， et al. Intelligent system for automatic control of the process of filling the mold［J］.Int J Adv Manuf Technol， 2017， 90： 2 223⁃2 231.
38	张燕琴，王波群，宋育程.应用智能制造平台实现模具开发的过程研究［J］.模具工业，2022，48（3）：71⁃75.
	ZHANG Y Q， WANG B Q， SONG Y C. Research on the process of mould development by applying intelligent manufacturing platform［J］. Mould Industry， 2022， 48（3）： 71⁃75.
39	FARAHANI S， KHADE V， BASU S， et al. A data⁃driven predictive maintenance framework for injection molding process［J］. Journal of Manufacturing Processes， 2022， 80： 887⁃897.
40	CHYUAN C K， JIE W C. Development and application of intelligent monitoring system for rapid tooling applied in low⁃pressure injection molding［J］. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology， 2020， 111（11/12）： 1⁃15.
41	杨庆波，董向坤，陈雪元，等.汽车冲压模具智能化发展趋势［J］.模具制造，2022，22（2）：21⁃23.
	YANG Q B， DONG X K， CHEN X Y， et al. Development trend of automotive stamping mould intelligence［J］. Mould Manufacturing， 2022， 22（2）： 21⁃23.
42	林建平.“工业4.0”下的模具智能化发展趋势［J］.模具工业，2016，42（5）：1⁃4.
	LIN J P. The development trend of mould intelligence under“Industry 4.0”［J］. Mould Industry， 2016， 42（5）： 1⁃4.

[1]	MA Xiuqing, LAO Zhichao, LI Mingqian, HAN Shuntao, HU Nan. Effect of 3D printing process parameters on mechanical properties of PLA/PTW blends [J]. China Plastics, 2024, 38(2): 70-75.
[2]	GAO Hailiang, HU Cheng, ZHOU Yuqiang, LIU Xin, CHENG Jianming, SONG Guizhen. Dimensional accuracy and control of 3D printed parts [J]. China Plastics, 2023, 37(8): 79-85.
[3]	WANG Luowei, YANG Jianjun, ZHU Jialei. 3D printing formation law of PDMS/SiC functionally graded materials based on top heating and step⁃by⁃step forming [J]. China Plastics, 2023, 37(11): 74-80.
[4]	WANG Chen, ZHANG Jiayin, JIANG Minhan, XIA Lingran. Study on the application of hot melt nut insert in 3D⁃printed plastic shell [J]. China Plastics, 2023, 37(10): 63-69.
[5]	YANG Qinjie, LI Jiawen, LI Ming, CHEN Gang, LI Guangzhao, Peng Biyou, HAN Rui. Research progress in fused deposition modeling 3D printing equipment [J]. China Plastics, 2022, 36(2): 157-171.
[6]	HE Hezhi, GAO Qi, ZHANG Tao. A review of development trend in large injection⁃molding machine technology at home and abroad [J]. China Plastics, 2022, 36(11): 140-149.
[7]	ZHENG Fangli, FU Nanhong, JIAO Xiaolong, YANG Weimin, XIE Pengcheng. Research progress in applications and optimization of artificial intelligence technology in injection molding parameters setting [J]. China Plastics, 2022, 36(1): 84-91.
[8]	MA Haopeng, GAO Lijie, JIAO Zhiwei, MA Jubiao, YANG Weimin∗. Research on Non⁃solvent Induced Phase Separation Technology for 3D Printing/Copying Forming [J]. China Plastics, 2020, 34(12): 1-7.
[9]	. Application of 3D Printing Rapid Prototyping Technology in Processing of Polymeric Materials [J]. China Plastics, 2017, 31(05): 6-12 .
[10]	. Study of Molding Process and Application of 3D Printing Technology [J]. China Plastics, 2016, 30(11): 76-83 .