数字技术和汽车模具制造的革命

冲压工艺、结构设计和制造技术是汽车模具生产技术的集中体现，这些技术的进步主要取决于CAD/CAM/CAE技术的提高。在汽车模具制造行业，计算机应用技术和数控加工技术正越来越显示出其核心技术的作用。

    当前，国内的汽车模具产业面临着前所未有的巨大生机和超速发展。这种发展突出表现在以下几个方面：首先是多元化的巨额投资。日资、台资、欧美资等汽车模具企业大量涌现；民营、上市、国营改制汽车模具企业正在加紧扩建和追加投资，而且每一个企业的投资额都高达几千万到几个亿；其次是汽车模具制造的关键加工设备——大型龙门数控加工中心成几何级数增长，一个企业拥有10台、20台或30台这样的设备已不足为怪；再次是高素质人才迅速向模具行业汇集；最后是汽车模具市场繁荣，许多模具企业都出现供不应求的大好局面。

    投资、设备、人才和市场几个因素最终要依靠生产技术才能转变成生产力。面对当前的新形势，技术特别是关键技术的发展，对汽车模具行业的发展具有深远的意义。

    CAE技术

    汽车模具设计制造的核心技术是冲压工艺技术。冲压工艺技术包括工序设计、成型型面设计、修冲刃口设计等等所有涉及产品成型部分的技术。因此，冲压技术水平决定了模具的设计制造水平。
目前国内模具制造水平同国际先进水平的最大差距就体现在冲压工艺水平的差距上。以往我们的冲压工艺技术主要靠人的经验，随着国内高品质的车身生产周期变短，靠过去的经验来完成冲压工艺已不可能。
    
一、CAE软件的成熟与应用

    以有限元模拟分析软件为代表的CAE技术在国际上的应用已有近30年的历史。近10年来,塑性变形理论在板料成型技术中的应用取得了很大的进步，使CAE技术在汽车模具制造中的应用变得非常成熟，将CAE应用于冲压工艺设计，可使试模时间减少50%以上。目前，CAE技术已成为国外大型汽车和模具企业必不可少的工具。CAE的广泛应用，应归功于   CAE商业软件的大力发展,其中代表性的软件有：

    ● 美国Lawrence Livemore国家材料实验室的LS-DYNA3D软件；

    ● 法国ESI公司的PAM-STAMP软件；

    ● 法国DYNAMIC SOFTWARE公司的OPTRIS软件；

    ● 美国ETA公司的Dynaform软件；

    ● 瑞士Autoform公司的Autoform软件。

    这些软件各有所长，对板料成型分析都非常专业和实用。目前，国内一流的汽车模具公司都应用了CAE软件，并以 Autoform软件的应用居多。天津汽车模具有限公司通过2年的努力，CAE应用率已经达到了100%，明显地缩短了模具调试周期。

    如果说，前几年模具制造的尖端技术是CAD，那么现在就是CAE。可以预测，今后几年CAE技术在国内汽车模具厂中的应用，就象今天的CAD技术一样普及。
    
二、辅助冲压工艺设计

    传统CAE软件只能做成型性分析，且需要专业人员做大量的前处理，如果对分析结果不满意，还需从头再来。由于传统的CAE软件只是一种验证的手段，主要用于方案的比较，不能用于工艺的辅助，从而造成CAE技术长期游离于生产过程以外。如今CAE软件已发展成不仅能做单纯的成型分析，且能参与冲压工艺的全过程。我们称之为计算机辅助冲压工艺。

    在工艺设计方面，CAE具备了冲压方向的自动或辅助确定、快速生成拉延面、坯料尺寸的确定、修边线的展开等非常实用的功能，并且精度远远高于凭人的经验或其他CAD方法所得到的结果。在分析方面，针对冲压成型，使得确定冲裁角度、棱线偏移、拉延冲击滑痕、面成型品质、压边力、成型力等各种分析得到完善，分析内容的广泛性和实用性都早已超出了原来的CAE内容。

    目前，CAE软件已成为模具设计流程中必不可少的一部分。它高度面向最终用户，操作者既不需要很深的CAE知识，也不需要过多的实际调试经验就可方便地使用它。

    在发达国家，CAE软件分析结果的模拟符合性大于95%，即使是最初应用，也可达到60～80%的准确率。特别是在方案对比、成型裕度分析、不可展翻边展开等方面，CAE的结果非常精确。
当前，CAE技术发展的重点是回弹分析和工艺参数的自动优化，如果解决了这两个难题，将再次带来革命性的进步。

    实体设计应用

    当前国内汽车模具企业已将二维CAD广泛应用于结构设计中，部分企业将三维实体设计应用于部分模具的设计中，只有极少数企业能够做到100%的实体设计。应该说实体设计取代二维CAD是发展的必然趋势。

    实体设计最大的优点是设计过