一、模具设计阶段：从源头降低损耗

1. 结构优化减少应力集中

• 避免锐角和直角：型芯、型腔、流道拐角处采用 R 角过渡（R≥0.5mm），减少 LSR 充模时的湍流冲击和模具应力开裂风险。
• 合理分型面设计：分型面避免设置在高磨损区域（如浇口、充模末端），优先选择平面或简单曲面，减少合模错位导致的啃伤。
• 镶件组合式设计：将易磨损部位（如浇口套、滑块型芯）设计为独立镶件，便于局部更换，降低整体维护成本。

2. 流道系统科学规划

• 缩短流道长度：采用热流道或短直冷流道，减少 LSR 在流道内的滞留时间（建议总流道长度≤150mm），降低材料降解产生的酸性腐蚀。
• 流道直径匹配：根据产品重量和复杂度，流道直径通常为 Φ3-8mm，避免过大导致材料滞留，或过小引发高压冲刷磨损。

3. 冷却系统均衡布局

• 水路贴近型腔：冷却水道与型腔表面距离控制在 15-25mm，确保模具温度均匀（温差≤5℃），避免局部过热导致钢材回火软化。
• 避免死水端：采用串联式水路设计，防止冷却水滞留产生水垢腐蚀模具（建议流速≥1.5m/s）。

二、材料与表面处理：提升抗腐蚀耐磨性能

1. 钢材选择强化基础

• 优先耐腐蚀不锈钢：
  • 医疗级模具选用 S136（HRC 48-52），镜面抛光后表面硬度高，抗酸蚀能力强；
  • 高精度复杂模具选用 NAK80（预硬化 HRC 38-41），无需热处理即可达到高表面光洁度（Ra≤0.05μm），减少加工应力变形。
• 高负荷场景特殊钢材：对年产量超 50 万模次的模具，可采用 17-4PH 沉淀硬化不锈钢（时效处理后 HRC 45+），兼顾强度与耐腐蚀性。

2. 表面处理增强防护

• 氮化处理全覆盖：对模仁、滑块、型芯等关键部件进行气体 / 离子氮化（层深 50-100μm，硬度 HV 1000+），形成耐腐蚀耐磨层，成本比镀层低 30%-50%。
• 局部镀层强化：
  • 浇口、流道入口等冲刷部位镀 TiCN（硬度 HV 3000+），寿命可延长 3 倍以上；
  • 深腔型芯或透明件模具采用 DLC 涂层（硬度 HV 2000+，摩擦系数 0.05），减少粘模拉伤。

三、加工与装配：精度决定寿命

1. 精密加工控制公差

• 尺寸精度：型芯 / 型腔配合公差控制在 ±0.005mm 以内，合模间隙≤0.01mm，避免因装配间隙过大导致溢胶磨损分型面。
• 表面粗糙度：成型面抛光至 Ra≤0.4μm（医疗级需≤0.2μm），流道内壁抛光至 Ra≤0.8μm，减少 LSR 滞留和降解腐蚀。

2. 装配防错与润滑

• 导向机构强化：采用 4 组以上导柱导套（直径≥25mm），配合锥面定位块（角度 5°-10°），确保合模精度，减少偏载磨损。
• 运动部件润滑：滑块、顶针等活动部位使用食品级二硫化钼润滑脂（如 Klüber ISOFLEX NBU 15），避免干摩擦导致卡滞磨损。

四、生产过程管控：减少异常损耗

1. 工艺参数优化

• 温度控制：料筒温度控制在 20-40℃（避免 LSR 提前硫化），模具温度 120-180℃（根据硬度调整，每升高 10℃，硫化时间缩短 30%），避免超温导致钢材氧化起皮。
• 压力与时间：注射压力≤150bar，保压时间 5-15s，避免高压导致模具胀模变形；硫化时间按 “t=10s/mm+5s” 计算，避免欠硫返粘腐蚀模具。

2. 清洁与防锈规范

• 生产中清洁：每生产 50-100 模次，用医用酒精或专用模具清洗剂（如 Loctite 7603）擦拭型腔，去除残留硅胶和油污。
• 停机防锈：长期停机前，模具需彻底清洁并喷涂防锈剂（如 CRC 3-36），在分型面、导柱等部位覆盖防潮纸，存放环境湿度≤50% RH。

五、维护与修复：及时止损延长周期

1. 定期检修计划

• 每日检查：目视确认分型面、浇口是否有胶料残留，顶针 / 滑块运动是否顺畅，发现异常及时清理。
• 每周检测：用二次元影像仪测量型芯磨损量（允许磨损≤0.003mm/1 万模次），超差时进行氮化修复或镀层加厚。
• 每月保养：拆卸模具清洗水路，用高压水枪清除水垢（建议使用去离子水冷却），检查导向件磨损情况，必要时更换导套。

2. 磨损修复技术

• 激光熔覆：对局部磨损区域（如浇口、型芯边缘）进行激光熔覆不锈钢粉末，修复后硬度可达 HRC 50+，精度 ±0.01mm。
• 电刷镀：针对浅表层磨损（≤0.05mm），镀覆镍磷合金（硬度 HV 800+），成本低且不影响模具整体尺寸。
• 抛光翻新：当表面粗糙度恶化至 Ra>1.6μm 时，重新抛光至原始精度，配合氮化处理恢复性能。

六、数字化管理：数据驱动寿命优化

1. 模具生命周期管理（MLC）

• 建立模具档案，记录每模次生产时间、工艺参数、累计产量、维护记录等，通过大数据分析预测磨损趋势（如每 10 万模次磨损量建模），提前安排预防性维护。

2. 在线监测预警

• 在模具关键部位（如型腔、滑块）安装压力传感器和温度传感器，实时监控合模力、模温波动，当参数异常（如合模力突增 10%）时自动停机，避免过载损坏。

案例参考

• 医疗导管模具：采用 S136 钢材 + 全表面离子氮化（层深 80μm），配合 DLC 涂层，年产量 200 万模次，寿命可达 5 年以上，磨损量＜0.01mm。
• 消费电子包胶模具：NAK80 模仁 + 局部 TiCN 镀层（浇口 / 流道），每 20 万模次进行一次氮化修复，累计寿命可达 100 万模次以上。

总结