模具CAD/CAE/CAM技术的发展及软件应用

    4.3 有限元分析专用软件

    ANSYS软件由美国某公司开发的融合结构、流体、电磁场、声场分析于一体，能实现与Pro/E、AutoCAD、I-DEAS等多数CAD软件的数据共享。它主要包括前处理模块、分析计算模块和后处理模块3个部分，提供100多种的单元类型，模拟工程中的各种结构和材料，通过模块计算分析，实现模具结构及其性能的优化。

    DEFORM源自塑性有限元程序ALPID，是一个模块化、集成化的有限元模拟系统，包括前处理器、后处理器、有限元模拟其和用户处理器4个模块。用于各种塑性体积成型过程中的金属流动以及应变应力温度等物理场的分布的分析。

    DYNAFORM是由美国两家公司联合开发的用于板料成型模拟的软件，专用于工艺及模具设计中复杂板成型问题，通过预测成型过程中板料的缺陷，评估出板料的成型性能。它具备完备的前后处理功能，可实现无文本编辑，提供了与CAD软件的接口，实用的几何模型建立功能，具有较适用的二次开发功能。

    Mold Flow系列软件是美国某公司开发的塑料成型流动分析软件，一直主导塑料成型CAE软件市场，主要用于流动、冷却、翘曲、收缩、结构应力、气体辅助注射成型分析等，它可自动进行有限单元网格划分，根据产皮尺寸和所选材料提供初步工艺参数，通过流动分析模块的模拟，优化注塑的参数，将已有的CAD软件与其配合使用，可减少产品重复造型。

5 模具CAD/CAE/CAM技术的发展趋势

    模具技术的发展，主要依赖于模具标准化程度、优质模具材料的研究、先进的设计与制造技术、专用的机床设备及生产管理等。CAD/CAE/CAM技术在模具生产中的应用占有极其重要的地位，是模具产品生产立足市场竞争，满足时间、质量、成本、服务、环境的要求，最大限度地提高生产效率，满足用户需求的重要保障。随着创新技术能力的提高和网络计算环境的普及，模具CAD/CAE/CAM技术的发展总体上朝着以下7个方面发展。

    5.1 集成化

    现代制造企业为谋求市场份额积极采用并行工程CE(Concurrent Engineering)方法，将人、技术和管理有机结合，进行人员集成、技术集成、信息集成和资源集成，形成物流和信息流的综合。这便于产品开发人员在设计阶段就可以考虑产品生命周期所有要求，最大限度地提高产品开发效率。

    5.2 网络化

    应用CAD/CAE/CAM技术的项目往往不是一个人所能完成的，通常是由多个人甚至多个企业在多台计算机上协同完成，网络化可以充分发挥系统的总体优势，使用户实现多专业、异地、协同、综合全面的设计与分析，实施工程与产品创新，真正实现集成化、资源共享以适应全球化制造的发展趋势。

    5.3 标准化

    随着CAD/CAE/CAM技术的快速发展，技术标准化问题越显重要。CAD/CAE/CAM标准体系既是开发应用CAD/CAE/CAM软件的基础，也是促进CAD/CAE/CAM技术普及应用的约束手段，利于实现资源共享，便于信息交流。

    常见的图形标准有GKS(Graphics Kernel System，计算机图形核心系统)、IGES(Initial Graphics Exchange Specification，基本图形转换规范)、STEP(Standard for Exchange of Product model data，产品模型数据交换标准)等。

    5.4 开放性

    图形支撑软件往往着眼于共性的、通用的问题，而某一个工程总会具有自身的特点，为便于有效服务于特定目的，就必须在支撑软件的基础上进行二次开发。CAD/CAM/CAE系统为用户提供二次开发环境，甚至可开发内核源码，使用户可定制自己的应用程序。

    5.5 虚拟化

    虚拟现实技术、多媒体技术以及计算机仿真技术的有机结合，达到产品设计与制造过程的仿真效果。通过采用多种介质来存储、表达、处理多种信息，从而实现融合文字、语音、图像、动画于一体，给人一种真实感和临境感，更有利于工程技术人员创造力的发挥。

    5.6 专业化

    模具CAD/CAE/CAM系统软件可针对模具生产企业自身的特点对软件系统进行二次开发或开发专用软件，这样才能充分利用好企业自身的设备，制造出高质量的模具产品的同时也很好的发挥出软件的最大潜能。

    5.7 智能化

    为最大化解放工程技术人员，提高工作效率，CAD/CAE/CAM系统正积极应用人工智能技术实现产品生产周期各个环节的智能化，如将KF(Knowledge Fusion)引入CAD/CAE/CAM系统，使其经验和知识、推理方式和控制策略能与专家媲美，以及具有智能化的视觉、听觉、语言的处理能力，真正实现从设计到制造的自动化。

6 结束语

    近年来，我国引进了不少很强图形功能的CAD/CAE/CAM系统软件，但在曲面造型和数控加工等方面依然存在一定的局限性。目前，国内一些大型企业或CAD/CAE/CAM技术较成熟的企业通常引进成套软件，而大多数模具工厂和中小型企业的CAD/CAE/CAM技术的应用处于初级阶段，通常以自我开发为主，选定适合实际情况的软、硬件开发平台进行二次开发，提高了设计效率和质量的同时，也使软件更加符合工厂生产实际和便于技术人员的使用。