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我国模具产业及技术发展现状、趋势及问题(一)

2009-11-25来源:压铸网
核心摘要:编者按: 北京模具协会在调研的基础上参照了中国模具协会提出的“十一五”期间发展规划,针对模具行业的特点,发展现状,提出
编者按:
北京模具协会在调研的基础上参照了中国模具协会提出的“十一五”期间发展规划,针对模具行业的特点,发展现状,提出了《我国模具产业及技术发展现状、趋势及问题》供行业今后开展工作时参考,希望引起交流,共同促进模具行业的发展。在此基础上,我们还将聘请专家阐述对行业发展的观点,并组织刊登和连载新技术、新装备的应用文章等。
 
 
一、我国模具产业及技术发展现状、趋势及问题
1.模具工业在国民经济中的地位与作用:
模具是制造业的重要基础工艺装备,工业产品大批量生产和新产品开发都离不开模具,用模具生产制件所达到的(四高二低)高精度,高复杂程度,高一致性,高生产率和低耗能、低耗材,使模具工业在制造业中的地位越来越重要。模具品种繁多,共有10大类,包括冲压、塑料、橡胶、铸造、锻压等,用于制造业中几乎所有产品的生产,可见模具的服务范围已包括国民经济的许多方面,现在模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一,没有高水平的模具就没有高水平的产品已成为共识。
随着产品更新换代越来越快,新产品不断涌现。新技术日新月异,模具的使用范围已越来越广,对模具的要求也越来越高了。
据调查统计资料,人们常见的工业产品有60%—90%的零件需要用模具成形,列举如下:
 

产品名称
仪器仪表
电机电器
飞机坦克
拖拉机等
家用电器
视听设备
办公机械
汽车 摩托车
自行车 手表
手机 风扇
照相机
化工建材
工程塑料制品
橡胶制品
模具成形
零件的比例
60%—70%
70%—80%
80%—90%
90%以上

 
    可见模具关系到各行各业各种产品,可以说在机械、电子、轻工、通讯、交通、军工,建材等部门如果没有模具就很难生产和开发产品。模具精度低,则产品质量差,模具寿命低,则产品成本高。现代模具业已成为技术密集型和资金密集型的产业,它与高新技术已成为相互依托的关系,一方面模具直接为高新技术产业化服务的不可缺少的装备,另一方面模具本身又大量采用高新技术,因此模具制造已成为高新技术产业的重要组成部分。通过模具成形零件的快速、优质、低耗、环保体现了国家可持续发展的战略和科学发展观。
模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密检测和信息网络等诸多学科,是一个综合性高学科的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速的方向发展。模具产品的技术含量不断提高,模具制造周期不断缩短,模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展,模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。
目前我国随着科学技术的飞速进步,使模具技术及制造方式发生了根本性的变化,已经从传统的手工设计,从有经验的钳工师傅为主导的技艺型生产方式转变到了以数字化、信息化、自动化生产为特征的现代模具工业生产时代。
    1)在模具设计制造中已广泛采用CAD/CAM技术
    模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要的里程碑,实践证明模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计的发展方向,现在全国大多数企业已广泛应用了模具CAD/CAM技术,少数企业应用了CAE技术,应用CAPP技术的企业更少一些。目前主要是应用国外软件比较多,国产模具软件的开发应用的比较少,软件的应用还要进一步扩大应用范围,有条件的企业应积极做好CAD/CAM技术的深化应用工作,即开展企业信息化工程软件的应用,还要进一步扩大应用范围,开展企业信息化工程软件向智能化和集成化方向发展。
2)快速原型制造(RPM)及相关技术得到了更好的发展
RPM技术是美国首先推出的,是伴随计算机技术,激光成型技术和新材料技术的发展而产生的。这种技术可直接或间接用于模具制造。这种方法制造模具是有技术先进,成本较低、设计制造周期短、精度适中等优点。从模具概念设计到制造完成仅为传统加工方法所需时间的1/3和成本的1/4左右,因此适用于低成本的制造小批量的零件,发展前景很好。青岛海尔有限公司还构建了基于RE(逆向工程技术)。RPM的模具并行开发系统具有开发质量高、开发成本低、开发周期短的优点。
3)高速铣削加工得到广泛的应用
    国外近年来发展的高速铣削加工,主轴转速可达40000~100000/min快速进给速度可达30~40m/min换刀时间可提高1~2S这样就大幅度提高了加工效率并可获得Ra≤2μm0.002mm的加工表面粗糙度,另外还可加工硬度达60HRC的模块,目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展,高速加工技术的发展促进了模具技术的发展。目前我国一些模具制造的骨干企业都已从国外购置这种高速的设备及相关的软件,刀具及卡具装置。如一汽、二汽及海尔等大的模具制造公司相继引进了多台高速加工铣床提高了效率,促进了模具加工技术的发展。
4)热流道技术已逐步广泛应用
由于采用热流道技术的模具,可提高制件的生产率和质量,并能大幅度的节省制件的原材料和节约能源。所以已在一些模具制造企业得到逐步推广。国外这项技术发展很快,许多塑料模具厂生产的模具已有一半用上了热流道技术,有的甚至己达80%,效果十分明显。国内近几年已开始推广应用,但总体还达不到10%,目前应用的热流道主要还是国外进口的,由于价格昂贵,影响了推广应用,使塑料件成型过程中产生了很多废料,有的时候废料料把和流道中的余料比成型另件的重量还大,造成了能源材料的浪费。加快国产化,积极生产价廉高质的元器件,是推广应用热流道技术的关键。
    5)优质材料及先进的表面处理技术取得快速的发展
    随着模具制造精度要求越来越高,模具材料的应用就显得非常重要。近十多年来一些模具的新钢种应运而生,如调质钢、粉末高速钢、硬质合金、陶瓷材料、复合材料等。现在经常采用的新型模具钢如:D2、P20、718、H11、H13基本上都是从国外引进的,主要来源于瑞典、日本、德国。国内的新型模具钢,由于稳定性差,所以一般企业都不愿意使用。目前一些精度要求高,制造难度大的大型、精密、复杂模具基本上都采用新型模具钢材。
    热处理及表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节,现在一般都采用真空热处理,表面处理主要是采用渗氮,渗硼,渗铬等工艺。少数地区还采用气相沉积CTiN  TiC等及等离子喷涂技术。
    目前铝合金在作塑料模具中应用也越来越广泛,由于铝合金材料轻,切削性能好,导热、导电率高,焊接性能优良,所以在国外已较为广泛采用,我国己开始使用预计今后将会得到更快的发展。
    除了以上一些先进设计、制造技术还有很多如气体辅助注射技术精加工和复合加工、液压成型技术等就不一一陈述。
2、模具产业发展现状
1)基本情况:
    我国目前大约有25000多个模具生产厂点,职工约80万人,2004年生产模具总产值530多亿元,本年度进口模具18.13万美元,出口4.9万美元,进出口相抵我国目前是世界上最大的模具净进口国。根据统计资料显示“十五”期间前四年模具工业平均每年都以15%以上增长速度发展,高于国民经济增长速度。
    在我国模具生产长期以来一直被当作工艺后方,直到1987年才作为产品列入机电产品目录。当时全国共有生产模具厂点约6千家,总产值约30亿。经过近20年发展,我国模具已有了长足的进步,不只是国内原有的国有模具企业有了很大发展,而且三资、民营和个体模具企业发展更为迅速,如广东和浙江省,原来模具生产规模不大,在国内未占重要地位,但目前主要依靠三资企业的广东省(全省有5千家以上模具生产企业)和主要依靠民营、乡镇、个体的浙江省(全省有4千家以上模具生产企业),其模具年产值已分别占全国的四成和四分之一左右,据不完全统计全国模具生产情况统计表:
 

年份
2000
2001
2002
2003
2004
产值(亿元人民币)
280
316
360
450
530

 
    从表上看出,虽然我国模具工业“十五”期间发展迅速但仍不能满足我国制造发展需要,特别是中高档模具在精密、大型、复杂、长寿命模具方面仍是供不应求,由于在精度、寿命、制造周期及能力等方面,我国与国际水平和工业先进国家相比尚有较大的差距,因此每年尚需大量进口。
2)主要模具制造能力:
围绕着我国国民经济重点发展的行业如:汽车、电子、仪器仪表,我们以制造IC产业需要的精度达2微米,使用寿命达到上亿次以上的硬质合金多工位级进模具及手机塑料壳模具;家电行业的大型的塑料模、34英寸大屏幕彩电和65英寸背投式电视塑料机壳模具;仪表系统的照相机小齿轮模具,汽车工业需要的部分覆盖件模具、汽车仪表盘、保险杠及发动机壳体铸造模具、汽车轮胎子午线活络模具;建材行业需要的塑料及铝合金的挤出模具等,都达到很高水平。
    3)与先进水平比较主要的差距
    目前我国模具总量虽然已达到相当的规模可以说是一个模具制造大国,但由于模具制造水平还与先进工业化国家存在较大的差距,所以说不是一个模具制造强国,我们的制造水平比美、日、法、意落后许多也要比加拿大、英国、西班牙、韩国、新加坡等国落后,主要表现在制作模具理念上落后、还有企业管理落后、机制落后、模具企业使用装备落后。模具企业使用的很多都是世界上较低档的台湾数控加工机床,设备都是10-20年前引进的,软件使用的型号也比较落后,生产的低档模具多,劳动生产率低(国外一般达到20万美元/人年,而国内一般只达到10万元人民币/人年)。
 
随着我国国民经济的快速发展,带给模具制造行业前所未有的机遇,也让我们的行业面临了新的挑战,如产生了模具制造业自主知识产权的缺乏、高新技术的应用、材料能源消耗高、人才奇缺等一系列亟待解决的问题。
(责任编辑:李孔江 )
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