樣片試驗(yàn)?zāi)＞呤遣牧闲阅軝z測、產(chǎn)品工藝驗(yàn)證的核心工裝，其結(jié)構(gòu)合理性、精度控制水平直接影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性與生產(chǎn)轉(zhuǎn)化效率。注塑、沖壓、壓鑄三類樣片試驗(yàn)?zāi)＞咭虺尚驮聿町?，在設(shè)計(jì)邏輯、工藝適配、核心參數(shù)控制等方面呈現(xiàn)顯著特性，同時需契合當(dāng)前輕量化、高精度、高效化的行業(yè)技術(shù)趨勢。以下從三類模具的核心技術(shù)要點(diǎn)、工藝適配要求及應(yīng)用優(yōu)化方向展開詳細(xì)說明。

一、注塑樣片試驗(yàn)?zāi)＞?/strong>

注塑樣片試驗(yàn)?zāi)＞呋谌垠w充模、保壓冷卻的成型原理，主要用于塑料、復(fù)合材料等材料的拉伸、彎曲、沖擊等力學(xué)性能測試樣片制備，核心要求是樣片尺寸精度高、內(nèi)部缺陷少、性能均一性好。

1、核心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

模具型腔采用整體式或組合式結(jié)構(gòu)，型腔表面粗糙度控制在 Ra0.2-0.4μm，確保樣片表面光滑無毛刺，避免影響力學(xué)測試結(jié)果。主流腔數(shù)設(shè)計(jì)為 1-4 腔，兼顧測試效率與樣片一致性，多腔模具需保證流道平衡，各型腔進(jìn)料口尺寸偏差不超過 0.02mm。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)柱導(dǎo)套組合，配合間隙控制在 0.005-0.01mm，確保合模精度；頂出機(jī)構(gòu)優(yōu)先采用頂針式或頂板式，頂出速度均勻，避免樣片變形，頂出間隙不大于 0.015mm。

2、關(guān)鍵工藝參數(shù)適配

模具溫度控制精度為 ±1℃，根據(jù)樣片材料特性設(shè)計(jì)溫控區(qū)域，如結(jié)晶型塑料需設(shè)置較高型腔溫度（80-120℃），非結(jié)晶型塑料型腔溫度控制在 40-80℃。澆注系統(tǒng)采用潛伏式或側(cè)澆口設(shè)計(jì)，澆口尺寸根據(jù)樣片厚度調(diào)整，通常為樣片厚度的 1/3-1/2，以減少澆口痕跡對測試的影響。模具排氣槽深度控制在 0.01-0.02mm，寬度 5-10mm，確保型腔內(nèi)氣體充分排出，避免樣片產(chǎn)生氣泡、缺料等缺陷。

3、技術(shù)趨勢與優(yōu)化

當(dāng)前注塑樣片試驗(yàn)?zāi)＞哒K化、智能化方向發(fā)展，采用標(biāo)準(zhǔn)化模架與可更換型腔設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格樣片的快速切換，切換時間縮短至 30 分鐘以內(nèi)。融入溫度、壓力傳感器實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，精準(zhǔn)控制充模過程中的熔體壓力（波動范圍 ±5bar）與型腔溫度，提升樣片性能穩(wěn)定性。同時，采用耐磨耐腐蝕模具鋼（如 S136、H13），經(jīng)氮化處理后表面硬度達(dá) HRC58-62，模具使用壽命延長至 50 萬模次以上。

二、沖壓樣片試驗(yàn)?zāi)＞?/strong>

沖壓樣片試驗(yàn)?zāi)＞咄ㄟ^沖裁、彎曲、拉伸等冷加工工藝，制備金屬材料（鋼板、鋁板、銅帶等）的標(biāo)準(zhǔn)測試樣片，核心要求是樣片邊緣平整、尺寸精度高、無加工硬化過度現(xiàn)象。

1、核心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

模具采用剛性模架，模架變形量控制在 0.01mm 以內(nèi)，確保沖壓過程中上下模精準(zhǔn)對中。凸模與凹模間隙根據(jù)材料厚度與力學(xué)性能調(diào)整，一般為材料厚度的 5%-10%，沖裁軟質(zhì)材料（如鋁、銅）時間隙取較小值，沖裁硬質(zhì)材料（如高強(qiáng)度鋼）時間隙取較大值。定位機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)料銷與側(cè)壓裝置組合，定位精度達(dá) ±0.02mm，保證樣片尺寸一致性。卸料機(jī)構(gòu)采用彈性卸料板，卸料力均勻，避免樣片表面劃傷。

2、關(guān)鍵工藝參數(shù)適配

沖壓速度根據(jù)材料特性與樣片形狀調(diào)整，常規(guī)范圍為 10-50 次 / 分鐘，對于厚度小于 1mm 的薄材，沖壓速度可提升至 80 次 / 分鐘，確保材料快速分離，減少邊緣毛刺（毛刺高度不超過 0.03mm）。凸模與凹模刃口采用圓弧過渡設(shè)計(jì)，圓角半徑 0.1-0.3mm，避免刃口崩損與樣片邊緣撕裂。模具導(dǎo)向精度控制在 0.003-0.005mm，通過導(dǎo)柱導(dǎo)套的精密配合，保證沖壓過程中上下模無偏移。

3、技術(shù)趨勢與優(yōu)化

輕量化與高強(qiáng)度材料的應(yīng)用推動沖壓樣片試驗(yàn)?zāi)＞呦蚋呔?、耐磨損方向發(fā)展，采用涂層技術(shù)（如 TiN、DLC 涂層）處理凸凹模表面，表面硬度提升至 HV2000 以上，耐磨性提高 3-5 倍。引入數(shù)字孿生技術(shù)，通過仿真模擬沖壓過程中的應(yīng)力分布，優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少樣片加工硬化區(qū)域（硬化層深度控制在 0.1mm 以內(nèi)）。同時，開發(fā)多功能一體化模具，集成沖裁、彎曲、拉伸等多種工序，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀測試樣片的一次成型，生產(chǎn)效率提升 40% 以上。

三、壓鑄樣片試驗(yàn)?zāi)＞?/strong>

壓鑄樣片試驗(yàn)?zāi)＞呃酶邏焊咚賹⑷廴诮饘伲ㄤX合金、鋅合金、鎂合金等）注入型腔，制備金屬材料的力學(xué)性能測試樣片，核心要求是樣片組織致密、無氣孔、縮孔等缺陷，尺寸精度滿足測試標(biāo)準(zhǔn)。

1、核心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

模具采用熱作模具鋼（如 H13、SKD61）制造型腔，經(jīng)淬火回火處理后硬度達(dá) HRC48-52，型腔表面采用拋光處理，粗糙度 Ra0.4-0.8μm。型腔設(shè)計(jì)采用圓角過渡（圓角半徑≥2mm），避免應(yīng)力集中導(dǎo)致的模具開裂與樣片缺陷。澆注系統(tǒng)采用直澆道 + 橫澆道 + 內(nèi)澆口的組合設(shè)計(jì)，內(nèi)澆口速度控制在 15-50m/s，根據(jù)合金材料特性調(diào)整，鋁合金壓鑄內(nèi)澆口速度取 20-35m/s，鎂合金壓鑄取 30-50m/s。冷卻系統(tǒng)采用循環(huán)水路設(shè)計(jì)，水溫控制在 20-40℃，冷卻時間根據(jù)樣片厚度調(diào)整，一般為 10-30 秒，確保樣片快速凝固成型。

2、關(guān)鍵工藝參數(shù)適配

模具鎖模力根據(jù)樣片投影面積與合金壓力計(jì)算，通常為 250-400MPa，確保壓鑄過程中模具無脹?，F(xiàn)象。合金澆注溫度根據(jù)材料種類調(diào)整，鋁合金為 650-720℃，鋅合金為 410-450℃，鎂合金為 620-680℃，溫度波動范圍控制在 ±10℃，避免溫度過高導(dǎo)致樣片氧化，溫度過低造成充型不足。排氣系統(tǒng)采用排氣槽與排氣針組合設(shè)計(jì)，排氣槽深度 0.05-0.1mm，寬度 8-15mm，確保型腔內(nèi)氣體與雜質(zhì)充分排出，樣片氣孔率控制在 1% 以下。

3、技術(shù)趨勢與優(yōu)化

當(dāng)前壓鑄樣片試驗(yàn)?zāi)＞呔劢垢咝Щ?、綠色化發(fā)展，采用真空壓鑄技術(shù)，將型腔內(nèi)真空度控制在 5-20kPa，顯著降低樣片氣孔缺陷，力學(xué)性能提升 15%-20%。融入智能溫控系統(tǒng)與模溫機(jī)聯(lián)動，精準(zhǔn)控制型腔各區(qū)域溫度差異（不超過 5℃），保證樣片組織均勻性。同時，采用 3D 打印技術(shù)制造模具型腔鑲件，縮短模具開發(fā)周期 30% 以上，且能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜流道設(shè)計(jì)，優(yōu)化金屬液充型路徑，進(jìn)一步提升樣片質(zhì)量。