欧盟（经由过程其所属列国政府的EUREKE 打算）在1998 和2000 年间撑持了"无纸模具设计和制造"这一研究和开发项目。本文介绍了此项目所进行的工作以及结不美观。此规模的进一步研究－进一步扩年夜本项目的讲究成不美观，出格是在模具设计和制造中年夜量应用Internet-based（基于互联网的）工具和体例，现正由另一欧洲项目－e_mould 进行。
项目目的：
· 研究模具设计和制造的整个生命周期，找到模具设计和制造过程的瓶颈并提出减缓瓶颈的体例。
· 增添模具制造所需信息到CAD 模子。
· 经由过程主CAD 模子直接半自动化制造模具。
· 经由过程主CAD 模子自动发生所需纸头文件（如设置清单等）。
· 使所有项目相关人员能共享主CAD 模子信息。
换句话说，本项目旨在以主CAD 模子为全数工作的中心参考源，消弭（或是尽可能地消弭）描述模子状况的纸头文件，丰硕模子内容，优化及简化模子建构和维护以及自模子起头的下流过程。
项目协作单元
· CADCAM 软件开发单元Delcam。
· 以英国模具行业协会（GTMA）和英国塑料联盟（BPF）组成的专家参谋组。
· 西班牙模具制造厂家所组成的专家参谋组。
模具设计和制造的生命周期
模具设计和制造的生命周期可分成以下几个阶段：
第一阶段：估价和报价
新产物快速交货的要求，意味着模具出产厂家需要进行更多的报价，且要求更快地给出报价。很少有用户此刻会选用一个连报价都不能实时给出的厂家进行加工。然而，报价时刻的紧迫很轻易导致错误的发生，年夜而使厂家支出繁重价钱。
报价太高，合同会被能给出更切确报价的竞争厂家夺走。更糟的是，若报价太低，则可能做亏蚀生意，或是扯进厌恶、无休止的讨价还价中，以将价钱提到现实水平。
估价和报价过程中对模具制造厂家最严重考验是客户供给的数据为CAD 模子。凡是很难经由过程CAD模子供给的信息快速判定出加工此模子的模具所需的工作量。还有一个问题在估价和报价过程中必需考虑到，即如不美观供给的数据不完整，如模子中没有圆倒角或拔模面等，则需要对该模子进行年夜量的加工筹备工作，以将这些细节添加到模子中。除非报价中搜罗了足够的进行这些筹备工作的工时和费用，否则一个看起滥暌剐必然利润的项目，会酿成一蚀本生意。
研究发现，模具设计和制造生命周期的这个阶段，模具制造厂家首要但愿能有一个面向他们的查看和估价工具。
有些模具制造厂家使用的CAD 查看器凡是是面片查看器。这种查看器可用来查看模子和截面模子，但不能测量模子中的半径、直径等，因为在耐庞沔片化过程中，现实的原始几何数据已被软件进行了近似措置。
但愿此工具具备一些简单的绘图功能，如可增添一些首要长度尺寸以及可发生全尺寸绘图等。
尽管没需要使用完整的CAD 系统，但他们经常需要在必然水平上对折个模子进行操作，这搜罗对模子进行偏置措置，以经由过程外部曲面发生内部曲面；复制、镜向和扭转操作，以辅佐多型腔模具和具有对称设计的模子报价等。
除需查看器具有通俗CAD 模子查看器所具有的根基功能外，他们更需要一些针对模具制造的非凡工具，如能够找进场显示倒勾型面的工具；能够测量拔模角和壁厚的工具等。
为知足这些要求，Delcam 惹人了一出格版PowerSHAPE 软件-- PS-Estimator。该软件供给
了年夜量的CAD 模子剖析和识别体例，可测量模子尺寸，同样可辅佐确保给出切确报价。这些剖析和识别功能还可辅佐及早发现模子中存在的问题，以尽早、尽快、尽可能经济地对问题进行措置。
第二阶段：输入产物模子，生成高质量实体模子研究剖明：
模具制造厂家需要篡夺搜罗一些不太风行软件在内的多种软件发生的原始模子数据。让他们同时配备客户拥有的每一套CADCAM 软件系统是不现实的。尽管采办转换器是一个相对经济的解决体例，但花钱采办那些仅偶然使用一次的系统的转换器，其实不值得。为战胜这些坚苦，有些公司此刻供给在线转换处事。在线转换处事是一种按次付费的处事，转换一次，付一次费，可不用花年夜量经费采办转换软件。
年夜都常用CADCAM 系统的数据交流能力很差，输入分歧软件发生的模子经常会丢失踪曲面数据和呈现坏裁剪曲面，需要进行年夜量的工作来年夜头生成高品质实体模子。这项工作凡是需要良多天才能完成。
年夜都实体造型器的复杂曲面造型能力（如曲面拟合、缝合等）很差。
年夜都造型器不能很好地措置来自粗拙公役造型器发生的模子数据。这将导致诸如数据输入、改削因为分歧公役发生的曲面间隙、形成完全闭合的模子供剖析等良多问题。如不美观间隙年夜于所需公役，用户可使用愈合(healing)和公役措置模子(tolerant modelling)两个体例来解决。愈合涉及曲面裁剪鸿沟的年夜头计较，如年夜头订交曲面，使它们更切确。这种体例在某些情形下可行，但并非对所有情形都有用。公役措置模子涉及按必然公役，如0.1mm，匹配两个曲面的任一侧来限制一边缘。尽管年夜纯数学的角度来说，这种体例的精度不如前者，但在现实加工过程中这是一更为可行的体例。
使用公役措置模子体例措置过的模子在接管软件中应可正常工作，尽管在两个面片寄放在一个很小的，不宜察觉的间隙。
第三阶段：完整产物模子
生命周期的下一步是完整产物模子。有时模子中的某些部门有意未完成，产物设计师仅设计出足以实现设计产物所需的花腔和花式的那部门模子，而细节造型部门（如圆倒角）则留给模具制造厂家完成。在汽车零部件出产中，模具制造厂家经常获得仅有一个面A 面（外部曲面）的模子，零件设计师但愿模具制造厂家自己生成内部曲面（按壁厚偏置而成）。偶然模具制造厂家确实能获得一完整的实体模子，即使这样，业腥他们将模子分手成型芯和型腔两组曲面。即便获得的产物模子年夜理论上说绝对完整，模具制造厂家也经常需对模子进行一些需要的调整，如改变拔模角、壁厚等，以确保零件能顺遂成型。尽管此刻良多产物设计师在产物设计过程中更多地考虑加工要求，以保证所设计产物能知足加工需要，但他们中心仍是有良多人在设计过程中我行我素，使设计的产物很难加工。模具制造厂家在此阶段碰着的首要问题是：
良多CADCAM 系统的复杂曲面偏置功能很差，是以经由过程A 曲面发生B曲面可能存在问题。
年夜都CADCAM 系统没有专门的型芯和型腔曲面分手功能。分手型芯和型腔曲面是一个劳动强度很年夜的工作。
年夜都系统没有专门的拔模角和壁厚测量工具。
· 三个模具制造厂家（搜罗一个小型高精度模具如手机模具制造厂家，两个年夜型模具如汽车仪表盘和翼子板出产厂家）。
年夜都系统没有专门的增添额外拔模角工具（辅佐掏出模子）。
同时考虑到数据交流和完整产物模子，模具制造厂家凡是需要综合使用曲面造型手艺和实体造型体例。良多同化建模CAD 系统此刻都具有这种综合能力。综合使用这两种手艺的目的在于既能操作实体造型措置尺度几何外形快速精练的优势，又能操作曲面造型的柔性来生成和改削外形更复杂的零件。例如，良多塑料娜者具有复杂的外部曲面，而其内部几何外形，如增强筋或螺孔凸台相对简单。为此，可使用曲面造型来建构可见曲面，而使用实体造型来更快地发生简单的内部结构。同样，使用实体造型可更轻易地经由过程外部曲面发生内部曲面。
发生过放电延长面也是一件劳动强度很年夜的工作（凡是得逐个面地进行）。
第四阶段：发生模具
修整产物模子并确保它能进行流利的加工造型后，下面即是模具发生阶段。模具的发生涉及到两个轨范，其一是发生模具镶块（组成型芯和型腔）；其二是发生模具的其它结构（模架及其它附件）。此阶段模具制造厂家碰着的首要问题是：
其一一个加入项目的模具制造厂家做了以下描述使用项目所开发的系统进行模具设计和制造后，我们看到的最直接的效不美观是整个模具设计和制造的质量、机能和节制较着改善。CAD 零件和模具精度也有很年夜提高。此刻我们能快速有用地发生和剖析来自分歧客户的复杂模具曲面。此外，刀具路径生成能力及路径质量也有很年夜水平提高。我们的CAD 系统的使用效率及工程手艺人员的工作效率显著提高。
年夜都造型器需要一块块地生成零件曲面，然后填充间隙，最后进行交互裁剪。这是一项很是费时的工作。Delcam 对这个问题的解决方案是使用模具镶块向导轨范"Die Wizard"。该轨范可自动寻找产物模子的分模线并自动将模块分为合适尺寸的两部门， 自动发生高质量的分模面，自动分手型芯和型腔。
需要模具零件尺度件库。有些自动设计系统此刻已拥有这种尺度件库。更高级的系统还同时许可用户设计需要的任何非尺度零件，且可将设计完毕后的零件增添到用户自界说尺度库中，供往后使用。
年夜都模具制造厂家但愿经由过程实体成立模具结构设计，认为实体造型器是进行这项工作最好的CAD 工具。然而，模具的型芯、型腔和滑块这些部门需要使用曲面造型工具完成。年夜都模具制造厂家感应当前市场上还没有一种合适的，能较好地综合实体造型和曲面造型优得病令他们对劲的工具。模具制造厂家使用实体造型器建构模具结构碰着的典型问题是以IGES 名目输入的曲面数据发生实体。这个过程要么耗用时刻太长；要么可能会完全阻止经由过程实体造型建构模具结构的进行。和模子设计的情形一样，此刻越来越多的公司都转向使用同化建模系统，以便使用最有用的体例来完成设计。
第五阶段：加工筹备
模具零件设计完毕后，正式加工前还需进行一些筹备工作。对那些需进行切削加工的区域，加工工程师必需拔取合适的加工刀具；对那些不能进行切削加工的区域（如尖锐内角，狭小沟槽等），则需使用电极来对这些区域进行放电加工。经由过程对加入项目的模具加工场家的发芽拜访发现，此阶段首要存在以下问题：
很难经由过程目测判定来为加工区域拔取最合适的刀具。此刻使用CAD 系统中的最小半径暗影选项进行判定要快得多，也轻易得多。
电极模子设计是工时耽延的首要原因。典型电极模子是零件模子区域的求逆，它经由过程复制模子区域几何外形然后裁剪发生。电极设计完毕后，需填充上主模子上的电极加工区域，以保证切削加工时不会加工到放电区域。需将复制曲面（描画电极）沿电极加工边缘鹘冖量延长，以保证具有必然的过放电区域，然后将它增添到挤出曲面上而形成电极体。在此首要存在以下问题：
自力电极几何形体需要很是好的曲面裁剪（凡是需要逐个曲面地进行），这需破耗很长时刻。
需发生EDM 设置清单，以定位电极。这项工作十分死板且轻易犯错。
Delcam 此刻供给了一非凡的电极设计模块PS-Electrode，它可自动进行电极设计。模块可自动识别放电区域，用户仅需在向导轨范中填写几个简单表格，即可完成全数电极设计。
第六阶段：发生加工刀具路径
在本项目进行时代，经由过程主CAD 模子发生3D 切削刀具路径的自动化水平已相当高，问题出在2D加工。人们凡是使用零丁的2D 加工软件包来发生2D 加工的刀具路径（供钻孔等）。最典型的是模具制造厂家将数据以2D DXF 名目（这也是2D 加工软件凡是使用的一种输入名目）输出，然后年夜头手动输入诸如孔深等数据。显然，这种体例很轻易犯错，也很费时，可以说完全没有需要。
另一个问题是随后必需年夜模子中删除2D 特征供3D 切削（以免切削刀具切入孔中）。
此刻，孔发生后，孔的加工信息（如是通孔仍是盲孔，是钻孔仍是攻螺纹等）可包含在模子中。这些信息可自动被加工软件转换并发生出所需的钻孔刀具路径。
并行工程
项目协作单元有：
凡是在产物设计完毕之前，模具制造厂家即已起头进行模具设计。在上述的这些阶段中，他们会不竭地址到改削过的设计的IGES 文件。一般来说，他们获得的是整个模子，而不仅仅是模子中改削过的部门。这就意味着他们总在担忧会丢失踪模子的某些改变。在模具设计和加工的后期才发现轻忽了模子的某个处所的变换，那是致命的。他们希望有一种体例能辅佐识别出分歧版本模子中模子设计的转变部门。此刻有些CAD 系统已具备这种可视识别功能。
结论
本项目成立了一完全针对模具制造的CAD 软件系统，该系统采用了综合实体造型和曲面造型优势的同化建模体例。除供给通俗CAD 系统所具有的全数工具外，该系统还供给了年夜量针对模具设计和制造各个阶段的专门工具。经由过程该CAD 系统成立的3D 模子包含有丰硕的加工常识，可作为模具加工场家模具设计和制造过程的主CAD 模子和主信息源，供整个公司共享。模子可使用toolmaking-oriented 查看器（该查看器为免费查看器）查看，可用来发生3D 切削刀具路径和2D 钻孔刀具路径，发生EDM 所使用的电极以及加工过程中所需要的所有设置清单。在那些还需要纸头文件的处所，纸头文件可经由过程主模子半自动发生，没需要输入其它措置器（如2D 加工软件）。
出产实践结不美观
加入项目的另一模具制造厂家做了以下描述
自使用项目开发的系统进行模具设计和制造后，我们可接管更复杂外形模子的模具设计和加工使命，可发生外形极其复杂的模具概况以及十分经济有用的刀具路径。不到8个礼拜时刻，我们即可设计和出产出外形十分复杂的模子的加工模具，而以前设计和加工近似模具需10到12个礼拜。此刻我们能更轻易地分模复杂3D 模子，更有用地发生拔模角和分模线。三轴3D 加工的使用也简单得多。系统所供给的多种新加工策略，极年夜提高了淬火钢、铜、和石墨的高速加工速度。此外，自动发生设置清单解决了我们曩昔感应最耗时，最头疼的问题。