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1、.从七十年代起，注塑模 CAD / C AE / CAM 技术已成为当今世界的热门研充课题。分散、零星的研究迅速发展为集中、系统的开发。 1987年澳大利亚 Moldflow 公司率先推出商品化的二维流动模拟软件，在生产中发挥了作用。而后在短短十年间，国际市场上便涌现击大量注塑摸 CAD / CAE / CAM 商品化软件，下面列举在日本、欧美和我国较为流行的十家公司的软件。1.美国AC-Tech 公司的注塑摸 CAE 软件 C-Mold该公司最新推出的 CMold . 3 . 0 版本具有三个层次。第一层次的软件用于初始阶段的设计，如优选注塑村料、选择标准模架、优化成型工艺参数、诊断注塑缺陷
2、、平衡流道系统等，第二层次为单独运行的三维流动役拟与三维冷却分析软件，第三层次将流动、保压与冷却分析软件耦合起来，以便得到更为精确的分析结果，并用以分析制品出模后的变形和翘曲。 Ac-Tech公司还对 K K Wang 教授所领导的美国康乃尔大学 CIMP 组织的科研戌果进行推广应用。2.澳大利亚 Mold Flow公司的 CAE 软件。该软件包括流动移拟、冷却分析、应力分析和翘曲变形预测等程序。 3.德国IKV 研究所的CAD / CAE 软件 CADMOULD ，该软件包括模具结构设计、模具强度与刚度分析、流动模拟及冷却分析等程序。4.美国和意大利的P&G公司的 CAD / CAE / C
3、AM 软件 TMCONCEPT 。该软件包括注塑材料选择、成形工艺参数优化、模具成本优化、流动摸拟、冷却分析及型腔没计等程序。5.美国SDRC公司的I- DEAS系统。I-DEAS 原为通用机械的CAD / CAM 系统。近几年来，该公司先后自行开发出冷却分析、流动模拟及翘曲分析等CAE 软件，并将它们与 I- DEAS 集成，推出了塑料成型的I- DEAS系统。6.美国麦道飞机公司的UGI软件。 UG本是通用的CAD / CAM 软件。该公司引入了 MoldFlow 公司或者 AC-Tech公司的 CAE 软件，经过集成，作为塑料模 CAD / CAE / CAM 系统出售。 7.美国 PR
4、IME-CV 公司的塑料模设计制造软件色。该系统以几何造型软件DDM/PRISM 为主，集成了该公司的多轴曲面数控加工软件DDM-NC 以及其它公司的 CAE软件。 8.美国 PRIME-CAL MA 公司的塑料模设计制造软件包。该系统以几何造型软件 DDM / PRISM 为主，集成了该公司的多轴曲面数控加工软件 DDM-NC 以及其它公司的 CAE 软件。 9.法国 CISIGRAPH 公司的塑料成形系统 STRIM100。该系统以几何造型软件 Design Fir m 为主，集成了自行开发的流动模拟和数控加一软件。 10. 英国 DELTACAM 公司的 DUCT5 是 CAD / CA
5、M 软件。可与其它公司的注塑模CAE 软件集成，在欧洲颇为流行。以上系统均能在32位工程工作站上运行，随着微机的普及，现已出现了许多能在 PC386 机上运行的塑料模 CAD / CAE / CAM 微机版本。我国在近几年引进的注塑模商化软件主要是澳大利亚的 Moldflow 公司的 CAE 软件 MF 、美国 AC-Tech 公司的 CAE 软件 C- MOLD 、麦道公司的 CAD / CAM 软件 UG、美国 CALMA 及 CV 公司的注塑模 CAD / CAE / CAM 软件包。四、应用和效益注塑模 CAD / CAE / CAM 技术在日本、美国和西欧等国的应用较为广泛。日本模具
6、约占全世界模具总量的20% ，在与欧美先进工业国的竞争中，无论交货时间、成本还是模具精度，日本均占领先地位，其原因在于日本模具行业较早地引用了模具 CAD / CAM 技术。在日本的一万多家模具厂中 1980 年只有 6 采用了注塑模 CAD / CAM 技术，而目前采用模具 CAD / C AE / CAM 技术的工厂已达 20 30 。日本数控机床的占有量已达到全部机床总数的 66 . 8 。日本家电和汽车企业在产品设计中普遍采用了 CAD 技术，模具订货所需的产品资抖已使用磁带方式，故添置能接受磁带资料的模具 CAD 系统便成为日本模具企业生存的必要条件。美国的一万多家模具专业厂约有 1
7、0 % 采用了模具CADD / CAE / CAM 技术，数控机床的占有率约为 30 。据美国塑料工业协会对美国411家塑料模具厂的调查结果，采用了 CAM 技术的工厂有 63 家、采用了 CAD 技术的工厂 30家、采用了 CAD / CAM 集成系统的有 21 家。英国约有七百家摸具专业厂， 10 左右的模具厂采用了 CAD / CAM 技术，数控机床的占有率约为20。西欧先进工业国采用模具高技术的情况大致与英国相当。由于模具 CAD / CAE / CAM 系统所能产生的经济效益主要取决于使用者的水平与经验，因此很难以准确的数字来评价模具商品化软件的经济效益。笔者通过对近几年国外文献正式
8、公布的数据进行统计，注塑模 CAD / CAE / CAM 技术在实际生产中所取得的平均效益大致为，核具设计时间缩短了 50、模具制造时间缩短了30 、模具成本下降了 10 、塑料材料节省了 7 。我国自从八十年代以来陆续从国外引进了三十多套注塑模 CAD / CAE / CAM 系统。实践表明，这些系统对提高我国模具技术水平有一定的推动作用。可以相信，注塑模具 CAD / CAE / CAM 技术在九十年代会在我国模具行业得到进一步的推广和普及。我国一些科研机构，特别是高等院校，也正在积极开展注塑模高技术的研究。武汉华中理工大学、上海交通大学，浙江大学以及天津轻工业学院、成都科技大学等都先后
9、取得了一批喜人的科研成果，有的注塑模软件已达到实用化，并正向商品化的目标努力。五、发展动向目前，注塑模商品化软件无论在功能上还呈在精度上并非尽善尽美，其研究和开发工作正在向纵深发展。发展趋向主要体现在以下三个方面： 1 注塑模 CAD/CAE / CAM 的一体化目前国外出售的注塑模商用化集成系统大多为各类软件的松散组合，软件之间的数据依靠文件传送，尚无统一的数据库管理。这些集成系统所采用的几何造型软件最初都是作为通用机械设计平台来开发的，并不针对注塑模，当将它们用于注塑模设计时难免缺少这样或那样的功能，直接影响了模具的设计效率。目前的趋势是出现了注塑模专用集成系统。这类系统扩充了 CAD /
10、 CAM 软件的功能，以适应注塑模结构设计和型腔曲面加工的需要，并朝着一体化的方向努力。 2 注塑成型全过程分析注塑成型各阶段的软件如流动、保压和冷却分析等虽然均已开发出来并取得较好的使用效果，但还应将这些分析软件有机结合，用来模拟注塑成型全过程，才能获得更符合实际情况的预测结果。这是因为在注塑成型过程中流动与冷却、保压与冷却都是交织在一起并相互影响的。全过程分析软件还是开发注塑模专家系统的基础之一。3.注塑成型人工智能的研究目前的 CAD / CAE / CAM 技术是以数值计算为基础的。它能胜任繁琐的计算、绘图与数控加工，但无法解决符号推理问题。在注塑模设计中诸如摸具方案的选择、成形工艺参
11、数的设定、模具结构的优化等都需要思维与推理，所以需要采用人工智能技术，使计算机软件能够进行创造性设计。近年来涌现的一批注塑成型专家系统和智能化化软件标志若 CAD /CAE /CAM 技术在注塑成型智能化方向迈出了可喜的一步。例如注塑材料优选系统（美国 AC- Tech 公司、美国 P & C 公司等）、注塑成型故障诊断专家系统（美国 AC-Tech 公司、美国 PSP 公司、美国 Hunker 实验室等）、智能化程序（美国 AC-Tech公司的熔合纹和气穴自动识别、日本夏普精机公司的图块自动判断等）。上述的专家系统和智能化程序仅仅是注塑模领域采用人工智能技术的初步尝试，能“思维”和“创造”的
12、人工智能系统的出现还有待于时日，而注塑成型专家系统正在积极研究和开发之中。例如，加拿大 ICAM 公司、加拿大国家研究委员会正在与德国 IKV 研究所一道，联合开发 CAM-MOLD 系统，该系统包括控制模块（诊断成型故障）、注射模块（成型机优化参数设定）、专家系统模块（优化冷却工艺参数、预测模具变形、选择注塑材料）。又如澳大利亚 Moldflow，公司正在与美国 HP 公司一道，联合开发联机分析处理注塑成型过程的专家控制系统。该系统完成后，能将实测注射结果与计算机模拟结果进行联机实地比较，自动调整正在工作中的注封成型机，及时地得到优化的注塑成型工艺参数、保证注塑模在最优状态下工作。 注塑模C
13、AD/CAE/CAM全新技术的发展方向是什么？实践证明，注塑模CAD/CAE/CAM全新技术在塑料工业中起着越来越大的作用，发展也相当之快，今后的发展方向仍然是集成化、智能化、柔性化、网络化与并行设计，提高系统的实用性、方便性及降低价格等。 CAD与CAM系统的集成注塑模的设计与制造存在着紧密的联系，为了提高效率，须将CAD与CAM两个过程有机地连接起来，实现CAD、CAM体化。这种系统将CAD的设计结果连接用于数控仿真和生成数控加工程序，再送数控机床进行自动加工。 在这种一体化基础上，进而开展了计算机集成制造系统(CIMS)的研制。CIMS系统基于计算机技术和信息技术.把设计、制造和生产管理
14、、经营决策等方面有机地结合成一个整体，形成物流和信息流的综合，以对产品设计、零件加工、整机装配和检测检验的全过程实施计算机控制，从而达到进一步提高效率、柔性、质量和降低成本的目的。 建立和应用CAD网络环境单独的CAD系统，其资源、功能、信息有限，因此，将多个CAD系统联网，构成分布式CAD 系统，已成为一种趋势。这种网络系统结构灵活、功能强大、运行费用较低。每个工作站可单独使用，也可相互配合，实现资源和信息共享，也可实现并行设计和协同工作。 这种网络系统很适合企业单位的需要，因为企业中的产品设计与制造一般都不是个人行为，而是一个群体共同完成的工程项目，需要参加工作的成员相互配合、协同努力，共
15、享资源和已有的设计成果，有关负责人还要对各设计结果进行审核。CAD网络的建立及设计管理和协同设计功能的实现，无疑将大大促进企业经济效益的提高。 人工智能与专家系统的应用注塑模的设计过程需要大量的设计知识和专家经验。一般的CAD系统都是一种人机系统,即系统中包含了使用系统的人,使用系统的人在系统行为中起着主导和决策的作用。人工智能（AI)、专家系统（ES)技术的发展及其在设计领域中的应用，为CAD技术的发展开辟了新途径，从而使注塑模的设计、制造开辟新局面。 众所周知，智能CAD系统或基于知识的CAD系统，或CAD专家系统，是一个具有大量知识与,经验的程序系统。它采用人工智能技术，运用知识库中的设
16、计知识进行推理、判断和决策，可以解决以前必须由人类专家解决的复杂问题，使CAD技术的发展达到一个新水平。由于知识库中的知识来源于长期积累的经验.因此，一个有效的CAD专家系统可以达到甚至超过该领域内专家的水平。另外，由于专家系统具有解释、推理的能力，也可以用于人员培训，从中学到自己尚不具备的知识。 一般注塑模的设计属于工程设计类，工程设计类问题大多是不好定义的，其问题空间在未得出其局部解或全部解以前是无法明确构造出来的，因此相应的专家系统有自身的特点。与一般专家系统的求解相比，工程问题求解具有两个显著不同的特点：工程系统的复杂性和知识的离散性。 工程设计型专家系统要求启发式知识与确定性知识相集成，要求专家系统的开发人员或知识工程师对设计中使用的知识进行分类。它涉及多专家的问题联合求解
