2018年模具行业发展趋势和模具发展的六大新技术
发布日期：2018-11-01 09:53:52
来源：江淮机电网
编辑：whl
江淮机电网11月1日报道 模具是强迫金属或非金属成型的工具，是工业生产中必不可少的关键工艺装备。使用模具批量生产的制件具有高效率、高一致性、低耗能耗材、精度和复杂程度较高等优点，因而被广泛的运用于机械、电子、汽车、信息、航空、航天、轻工、军工、交通、建材、医疗、生物、能源等行业，上述行业中约60%～80%的零部件需要依靠模具加工成型。因此，模具制造水平不仅是衡量一个国家制造水平高低的重要指标，而且在很大程度上决定着该国产品的质量、效益和新产品开发能力。
国内模具市场的规模情况
近年来随着汽车工业、电子信息、家电、建材及机械行业等的高速发展，我国模具产业也实现了快速增长，我国模具行业销售总额从2009年的980亿元上升至2016年的1840亿元，年复合增长率达到了9.58%。中商产业研究院发布的《2017-2022年中国模具市场前景调查及投资机会研究报告》预测，2018年中国模具行业销售总额将超2000亿元。
2009-2016年中国模具行业市场规模变化情况
数据来源：中商产业研究院整理
国内塑料模具市场占比最大
根据中国模具工业协会编制的《中国模具工业年鉴（2012）》，2008-2011年度模具销售额中塑料模具占比最大，约占45%；冲压模具约占37%；铸造模具约占9%；其他各类模具共计约9%。
模具分类销售额占比情况
数据来源：中国模具工业协会
国内模具很大一部分仍依靠进口
目前我国中低档模具已供过于求，而以大型、精密、复杂、长寿命模具为主要代表的高技术含量模具自给率还较低，只有60%左右，有很大一部分仍依靠进口。2009年至今，我国每年进口模具约20亿美元，多为高档精密模具，而出口模具以中低档为主，技术含量和附加值都较低。
2009年-2016年我国模具进出口情况
数据来源：中商产业研究院整理
广东、浙江企业分布最为集中
我国模具行业经过多年发展，整体实力和综合竞争力得到显着增强，对汽车、摩托车、电子、家电等行业的服务能力大大提升，行业中已形成一定数量和实力的骨干企业，模具的产品质量和技术水平有了较大提高。
我国目前模具产业主要集中在珠三角、长三角、环渤海三个大型集聚区以及成都——重庆、武汉——长沙两个中等集聚区，上述五个区域内的模具产能占全国的90%以上。在这些大、中集聚区内，还形成了众多集聚程度更高的市、区、县、镇特色模具生产基地，我国模具行业的产业集聚效应正逐渐显现。
从地区分布来说，东南沿海地区的模具产业发展快于中西部地区，南方的模具产业发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江。
1、模具数字化设计制造及企业信息化管理技术
模具数字化设计制造及企业信息化管理技术是国际上公认的提高模具行业整体水平的有效技术手段,能够极大地提高模具生产效率和产品质量,并提升企业的综合水平和效益。以大型、精密、复杂模具为代表的高技术含量模具,目前大量进口,进口模具占据了国内中高端模具市场的50%左右。这类高技术含量的模具,与国际先进水平相比,我们尚有5-10年左右差距。差距主要表现在精度、寿命、制造周期及使用稳定性和可靠性等方面,模具数字化设计制造技术的落后是造成产品落后的最主要原因之一。
这项技术目前在国内虽已有不同程度应用,但高端软件主要依靠进口,国内开发能力弱,应用水平低。据介绍,该项技术所包含的主要关键技术有:模具优化设计与CAD/CAM/CAE一体化技术,尤其是三维设计和计算机仿真模拟分析技术、模具模块化、集成化、协同化设计技术;模具企业ERP、PDM、PLM、MES等信息化管理技术;快速成型与快速制模技术;虚拟网络技术及公共服务平台的建立等。
通过这些关键技术的突破,可极大地提高模具企业自主创新能力和市场竞争力,有效提高高技术含量模具的国内市场满足率,并能大量出口,从而提高我国模具行业的整体水平及企业效益。
2、大型及精密冲压模具设计制造技术
模具大型化和精密化一直是重要发展趋势,高强度板和不等厚激光焊接板的冲压成形技术应用已越来越普遍,高强度钢板热冲压成形和大型铝合金板冲压成形技术在汽车生产中的应用也日益增多;由于高速冲床的运行速度越来越高,集成电路脚距越来越细密,接插件精度越来越高且体积越来越小,因此超精密加工在进一步发展。然而目前我国B级以上中高档轿车和超大规模集成电路及精密电子产品的模具还主要依靠进口,为汽车零部件配套的大型多工位级进模刚起步不久,板料热冲压成形及其模具技术在国内刚起步,基本上还是空白,模具生产技术水平已成为影响我国汽车和高档电子产品自主创新能力提高的重要因素。大型及精密冲压模具生产技术的提高,不但能提高汽车和高档电子产品的性能及自主创新能力,还将带动模具行业整体水平的提高。
据介绍，该项技术所包含的主要关键技术有:汽车大型覆盖件模具生产技术；汽车零部件大型多工位级进模生产技术；高强度板及不等厚焊接板冷冲压模具生产技术；高强度板热压成形及模具生产技术；厚板精冲模具生产技术；精度达到0.001mm的模具，为引线脚100以上及间距0.15mm以下的引线框架和超大规模集成电路配套的模具，为高于5μm精度的精密微型连接件和为特大(Φ400mm以上)特小(Φ16mm以下)特型(Φ12mm以下笔式等)马达铁芯及高要求显像管、电子枪等配套的模具生产技术等。
3、大型及精密塑料模具设计制造技术
随着社会进步和工业的快速发展,用户对塑料模具的要求已越来越高,塑料模的比例也在逐年提高,其比例已占模具总量的45%左右。作为现代工业基础的模具,不但要满足生产零件的需要,而且要满足生产组件的需要,还要满足产品轻量化和生产的节能降耗及环保等要求。现在,汽车、轻工、机电、电信、建材等行业及航空航天、新能源、医疗等新兴产业对塑料零部件的需求越来越大,要求越来越高。因此,大力发展大型及精密塑料模具生产技术现已成为提高我国模具制造水平的重要环节之一。一些新型的塑料成形技术及相应的模具发展的重要性尤为突出,而且这对于提高工业生产的效率及节能降耗和环保有重要意义。
据介绍,该项技术包含的主要关键技术有:热流道技术及其在精密注塑模具上的合理应用;多注射头塑料封装模具生产技术;为1000吨锁模力以上注塑机和200吨以上热压压力机配套的大型塑料模具以及精度达到0.01mm以上的精密注塑模具生产技术;多色多材质模具生产技术;金属与塑料零件组合模生产技术;不同塑料零件叠层模具生产技术;高光无痕不需再进行塑料件表面加工的注塑模具生产技术;塑料模模内装配及装饰技术和热压快速无痕成形技术;新型塑料和多层复合材料的成形技术及模具技术;气液等辅助注塑技术及模具技术;塑料异型材共挤及高速挤出模具生产技术等。
4、大型精密铸造模具设计制造技术
铸造模具为铸造工艺配套,主要有压力铸造模(压铸模)、低压铸造模、重力铸造模、无箱挤压铸造模和精密铸造模等,模具水平对铸件水平影响很大,而大型精密铸造模生产技术难度也很大。目前,由于铸造模具水平低下致使铸件“肥头大耳”和质量不高的现象仍旧相当普遍。大型精密铸造模具进口也不少,这一模具生产技术的提高将对提高铸件质量,发展新型铸件,提高近净加工水平有很大意义。
据罗百辉介绍,该项技术所包含的主要关键技术有:镁合金压铸模具及为2000吨以上锁模力压铸机配套的大型压铸模和精度达0.03mm以上的精密压铸模生产技术;模具制品重量大于10公斤,精度达到0.05mm的低压铸造模具和精度达到0.07mm的重力铸造模具制造技术;为自动造型线配套的无箱挤压造型铸造模具生产技术等。
5、高等级子午线轮胎活络模具设计制造技术
汽车子午线轮胎有其独特的花纹造型,高等级子午线轮胎活络模具需设计成特殊而又复杂的三维立体结构,其不圆度、均匀度、几何精度的要求特别苛刻,以确保汽车轮胎行使的舒适度、高速度和安全性,体现轮胎的抓着性能、散热性能、转弯性能、防滑性能和排水性能等。它是模具家族中个性化最强和唯一“动态”的模具。为了准确无误地将轮胎花纹设计通过轮胎模具反映在轮胎上,现代轮胎模具的设计与制造过程要应用CAD/CAM/CAE技术将轮胎花纹总图转化为轮胎模具参数,完成轮胎模具花纹造型和结构设计数字化,对制造工艺进行数字化编程,生成NC程序,由CNC机床进行精密加工,整个设计和生产制造过程完全通过数字化信息在内部局域网上传递,需要数字化设计、数字化传输、数字化加工、数字化检验与管理等一系列高精尖技术。据介绍,该项技术所包含的主要关键技术有:铝合金精密铸造和锻造技术;花纹块分块组合加工和精密滑动配合控制技术;模具合模同心度及精确度控制技术;CAD/CAM/CAE技术和CNC精密加工及复合加工技术;高速并行加工技术;模具综合热处理和表面处理技术、真空处理技术;模具智能网络化制造技术等。
6、高档模具标准件生产技术
模具标准件是模具的基础,广泛使用模具标准件不但能缩短模具生产周期和提高模具质量,而且还能降低模具生产成本及有利于模具维修。目前我国模具标准件生产落后于模具生产,一些高档模具标准件至今还是空白,只好大量进口。这里只选取对模具生产影响最大的两种模具标准件作为突破口先行突破,这就是寿命能达到100万次的模具用高压氮气缸和温控能达到±1℃的热流道及系统。
此外,斜锲机构在冲压模中具有十分重要的作用,无油润滑推杆推管在精密塑料模具中也非常重要,也属于应予大力发展的高档模具标准件。这些产品生产技术的突破,将有助于提升我国大型精密模具的水平。据介绍,该项关键技术主要有:活塞、活塞杆和缸体的精密加工技术;高可靠性密封及安全技术;热流道材料及精密温控技术;热流道喷嘴精密加工技术;塑料在模腔内流动的三维计算机模拟分析技术;新型高档斜锲的设计技术及无油润滑耐磨材料的研发与加工技术等。
