下面,我们首先介绍一下模具设计与制造的发展历史的概述。
一、模具设计与制造发展的历史概述
远古时代,先民们借助简陋的器具和原始的手段,打造出各式各样的物件,譬如用木料或石块雕琢出日常使用的杯盘碗盏。尽管当时尚未形成规范的模制工艺和设计理念,但基础的复制方法依然沿用,像我国古代就相当出名的一些模制器物,包括青铜铸件的范具、陶瓷烧制的模子、篆刻用的印模、糖画用的模具,以及玉石加工的范型等。
工业革命那段时间,是模具设计与制造的关键阶段,因为机械化和大规模生产方式兴起,导致制造各类产品需要大量模具,所以人们开始借助金属材质和机械加工工艺来制作模具。
20世纪初期,由于新材料的运用和新技术的发展,模具的设计与制造水平有了显著提升。比如,高速钢被应用于模具生产,电火花加工技术以及计算机辅助设计软件也相继问世。模具设计与制造领域最早取得进步的国家或许是德国。德国在工程技术领域长期保持世界领先,模具设计与制造技术同样如此。德国早在世纪之交便着手研制模具加工工艺,彼时该国汽车及机械行业已相当成熟,对零件生产模具有着庞大需求。
第二次世界大战结束以来,工业迅猛进步,世界范围一体化进程加速,模具的构思与制作迈入全新阶段,人们开始借助更先进的计算机技术以及数控机床来加工模具,这些方法能显著提升模具的精确度和生产效能。
得益于计算机制造的进步,模具设计与制造学科也迎来了蓬勃的兴起。德国的模具加工技艺在第二次世界大战前后及战时获得了迅速的提升,一度成为世界顶尖的模具加工技术之一。其后,伴随着全球经济活动的兴盛以及跨国贸易的频繁,模具加工技术逐步传播至世界各地并持续发展。
当今,模具的设计与制造已演变为一个极富专业性的范畴,对精湛的技术和深厚的学识有着极高要求,现代的模具设计与制造已融合了计算机辅助设计、数控加工、激光成型以及3D打印等多项尖端技术。
二、模具设计与制造专业的就业方向是什么?
模具设计与制造学科同制造行业紧密相连。该学科主要涵盖模具的构思、制作及运用等领域的学问,旨在使学生掌握模具构思与制作的技巧,涵盖手工操作和电脑辅助制作。
学习模具设计与制造专业的年轻人,离开学校后,可以在与模具规划、模具打造、模具加工、模具维护相关的事业单位或学术团体任职,负责模具的规划、打造、维护、优化、管理等相关事务。他们所掌握的技艺和学问,能够协助机构提升生产效能和产品品质,减少生产开销,进而增强机构的综合实力。详细来说,从事模具规划与制造领域的工作职位有:
模具设计人员,属于模具设计与制造专业的关键职业选择,他们承担着为不同领域构思和打造各类模具的任务,包括注塑模具、压铸模具、冲压模具、铸造模具等。
从事模具制造的技术人员,他们承担着模具生产流程的设计、生产环节的管理以及成品质量检验等职责。要熟悉各种加工技术和机器设备的使用,可以诊断并处理生产中出现的技术难题。
负责模具制造环节的生产进度规划,负责生产环节的质量监督,负责生产环节的成本管控。需要拥有突出的管理协调才能,能够有效联络各个工作单元。
三、模具设计与制造专业学习哪些课程?
模具设计与制造学科融合了机械构造规划、材质受力分析、自动化加工工艺、材料科学等多个领域知识,核心在于掌握模具的构思、制作、实施及维护等层面的学问和操作方法。
具体来说,模具设计与制造专业主要学习以下内容:
机械工程领域需要掌握基本理论,涵盖设备构造原理、构件布局方法、运动规律分析、动力传递机制等知识要点。
材料力学,研究物质承受外力时的特性,包括抗力程度、变形能力、抗断裂性能以及持久工作能力,同时掌握不同材料的适用范围、使用场合以及制作工艺。
数控领域知识。需要了解数控机床的运作机理、构造组成、编程方法和操作流程,并且要熟练掌握数控加工的基础能力。
模具生产。需要掌握模具的加工流程和制作方法,涵盖铣削加工、手工装配、冲压成型、热处理工艺、表面整饰等环节。
模具构造需要了解构造原理,构造步骤,构造技巧,构造应用软件等学问,并且要熟练掌握构造的基本能力。
模具的运用。需要了解模具的适用情境和操作方式,涵盖塑料模具、压铸模具、冲压模具、注塑模具等不同种类模具的运用。
进行模具修理,掌握模具的修理手段和技巧,涵盖模具问题的判断、修复以及维护等层面的学问。
这个学科是关于模具开发与制作的,属于工程技术的范畴,研究领域很宽泛,要求掌握很多领域的学问和本领,并且非常注重实际操作和实际运用。
四、模具设计与制造专业有哪些相近专业呢?
机械设计制造及其自动化学科,属于机械类学科范畴,二者均包含机械构造规划、生产、成型等环节,并且都必须熟练运用CAD、CAM等配套软件。
工业设计学科关注物品的形态构造等造型领域,模具设计与制造学科则侧重于模具的构思加工等工艺环节,这两个学科领域存在部分重合之处。
材料工程学科,此学科研究材料的特性、构造及制作工艺,模具生产环节需挑选适宜物料,同时也要掌握物料的具体性能。
计算机科学和技术领域。由于计算机技术的进步,模具制造环节中,要借助计算机辅助设计、计算机辅助制造这类软件来执行模具的设计和加工任务,所以计算机科学和技术领域,跟模具设计与制造领域之间,存在一定的关联性。
模具制作与加工学科同机械制作加工、工业造型、物料科学以及电脑科学与技术等学科存在部分重合和关联之处。报考研究生时,其实可以思索转向这些学科领域。
五、哪些学校的模具设计与制造专业比较强?
选择物美价廉的大学,可以考虑上海工程技术大学,还有上海第二工业大学,或者桂林理工大学,也可以看看江西科技师范大学,天津中德应用技术大学,以及南京工业职业技术大学。
值得留意的是,航空发动机制造领域,模具属于关键且独特的工艺工具,它的构思与打造大约占据了整个发动机研发生产流程的三成时间,对于发动机的产出品质、生产节奏、成本控制有着显著作用(南长峰,2015)。小博有一位同窗,在南京航空航天大学完成本科学业,目前于上海某企业从事模具相关工作,年收入超过四十万元,这确实算得上是相当可观的。
模具今后将朝着智能化与环保化路径演进。在模具的设计与制造环节,会涉及洁净环保工艺、快速成型技术、高效切削工艺、逆向工程方法等(卢锡锦,2021)。此外还包括
积极采用先进科技手段,例如立体成型工艺、计算机辅助设计与制造系统以及仿真装置,能够有效精简设计流程和制造环节,显著提升产品精确度与品质水平,并且可以研发出更优异的材质,诸如复合型材料和高性能合金,这类材料具有更高的强度、更轻的重量和更长的使用寿命,能够显著增强模具的综合能力,并延长其正常使用期限。注重环保的生产方式,选用绿色物料来降低损耗,力求让模具的开发与加工对自然界的破坏降到最低,借助机器人和智能系统来提升制造效能,同时压缩经济开销。
相关文献秦珂所著《中国模具行业迈向优质发展》发表于《现代制造》二零二零年第一期第56页,赵猛撰写的《关于高等职业院校模具设计与制造学科招生及职业发展态势的探讨》见于《模具工业》二零二二年第三期第83至86页,黎志农的《国内外模具设计与制造领域发展态势的初步分析》刊登在《轻工科技》二零一九年第二期第70至71页
卢锡锦.运用生态思想作为核心的模具开发与生产探讨.皮革加工与环境保护学问,2021年,第2卷第9期:第113页至第114页以及第116页
南长峰探讨了模具设计与制造技术的进步方向,其成果发表于《航空制造技术》2015年第09期第42至45页,具体内容涉及该领域的未来走向。田勇峰分析了模具设计与制造行业的当前状况及未来发展方向,相关研究以《南方农机》2016年第47卷第04期第95至96页为载体进行了详细阐述。