经专家评审,有38副模具推荐申报模具国家级新产品,其中塑料模占大部分(68%),这从一个侧面反映了我国的塑料模是模具行业中发展速度最快、市场化程度最高以及技术水平与国外最为接近的模具种类。这次参评的塑料模具具有成形难度高、结构复杂、精度高和寿命长等特点。如:余姚舜宇模具厂为尼桑轿车配套的储油筒法兰组件模具,其塑制件储油筒法兰组件作为轿车内结构件,形状复杂,要求多向抽芯脱模,其铜制连接片不仅要求与塑件紧密结合,而且不允许有任何偏移,否则将造成电接触不良,另外组件中的油管内壁质量要求也很高。余姚朗迪模具厂为POLO轿车配套的门内把手模,由于塑制品是内饰件,对外观要求很高,又是中空的制件,所以模具中采用气体辅助注射技术,但是由于制件结构的特殊性,其进气口位置只能选在与浇口相对的位置,给模具设计带来了很大的难度。塑料制件成形的变形控制技术也是这次参评模具的一大特点,很多模具不仅可调节模具的整体温度,还做到了对模具的不同部位温度进行调节控制。如医疗器材泵体模,由于塑料的流动性仅为ABS的60%,结构又复杂,因而在浇道设计、脱模机构、排气、模具用料以及热处理等多方面都采取了措施,有效地控制了塑料制件成型的变形。在注射成形方面,热流道技术、气辅成形技术等新技术得到了广泛的运用。特别是应用了热流道技术中的异步注射先进技术,大大减少了熔接痕。而气辅技术的应用,不仅有上面提到的进气与进料逆向的例子,还有应用溢流槽等方法来提高制品质量。另外,在这次参评的模具中还有两副叠层模具,即将型腔安排成互相重叠,从而在同样型腔数的前提下,可以在锁模力仅为60%的注塑机上生产,大大降低了生产成本。在国内这类模具刚刚起步,相信由于其有很高的经济价值将会逐渐普及。
设计结构独特、制造工艺先进、尤其是模具标准件的广泛应用是这次参评中冲压模的主要特点。部分模具标准化程度达到70%以上,模具制造周期缩短1/3,模具精度、使用寿命、制造周期、制品质量等与国外同类模具水平相当,完全可以替代进口,具有很强的市场竞争力。如南京三乐集团有限公司机械分厂的微波炉49L门E连冲模1套6副,总重量约6 t,是目前生产该类制品中规格最大的一套模具。该模具采用氮气弹簧管路系统、缓冲垫、复合斜楔等结构和技术,提高了模具可靠性,保证了制品成形精度,模具使用寿命已达到150万次以上,制造周期仅60 天,模具结构和制造精度及制品均达到较高水平。峰川模具(东莞)有限公司的数码相机零件步进模,18工位,制件材料为0.15mm厚的不锈钢片,多处悬臂弯曲,形状较复杂, 难度大,很有特色。模具主体采用4组滚珠独立导柱,分段式模板采用12组滑动导向件,结构紧凑,标准化程度高,使用寿命已达300万次以上,制造周期仅15天。南京金宁工装有限责任公司的GU磁芯自动压模,产品是配套用于“神五”飞船唯一的磁芯产品,成形零件采用硬质合金材料,形状复杂,加工难度大,主要零件制造精度在5μm内,模具结构形式巧妙,压制产品时,芯柱、外环、底件三部分密度均可分别调整,并具有自动压制和脱件功能,提高了使用寿命和可靠性,模具可连续压制50万次以上,总寿命达到300万次以上,制造周期仅20天。
这次参评的铝合金压铸模均为我国出口欧洲、亚洲的中型压铸模具,模具结构紧凑、刚性好、精度高,达到国外同类模具水平。从模具评审过程中可以看出,压铸模具的设计制造均采用了先进的CAD/CAM/CAE技术,其中三维实体造型、摸拟成型分析、高硬度加工、精密电加工、表面光整加工、三维测量技术等已成为模具制造商普遍采用的设计制造技术手段。如北仑华盛模具厂的缝纫机机头模具,结构复杂,流道设计合理。成都兴光机械厂的显微镜座压铸模,形状复杂,抽芯数目较多,制造难度大,从某些方面代表了我国压铸模具制造技术的先进水平和发展趋势。
橡胶模的技术水平也较高。橡胶模具中应用最广、技术含量最高的是轮胎模具,其中汽车子午线轮胎是最具代表性的橡胶模具,与其他模具相比,它在技术含量、精度、花纹结构等方面都具有较高的要求。此次参评的轮胎模具中针对模具在硫化过程中跑气不跑胶、光洁度、耐磨等一系列问题进行了技术创新,解决了模具在铝铸过程中的各种缺陷。如广东巨轮模具股份有限公司研制的线性轻触式导向结构活络模具,该模具柔和了两种向心机构(斜平面导向活络模具结构与圆锥面导向活络模具)的结构优点,同时运用模具CAD/CAM/CAE技术,将斜平面导向与圆锥面的线性滑动巧妙的结合,创造了一种新型模具结构。这种模具的研制成功不仅解决了制造商在硫化过程中遇到的诸多问题,技术上属国内首创。另外,广东揭阳市天阳模具有限公司的汽车轮胎活络模具,无论在产品技术、质量、生产技术均达到国内领先水平,并接近国际同类产品先进水平。还有沈阳子午线轮胎模具有限公司研制开发的工程胎圆锥面双导向活络模具,是为上海双钱载重轮胎有限公司配套20.5R25工程轮胎而研制的,该轮胎模具是目前国内最大的工程胎活络模具,改变了以往工程胎都是用两半模具硫化的历史,填补了国内在子午线轮胎活络模具领域的空白。
从2004年模具国家级新产品评审推荐以及第十届中国国际模展来看,我国模具技术发展显示出以下一些发展趋势:
(1)模具市场化的发展有力地推动了模具技术专业化的进程 我国的模具企业大多数是来自于企业自产自配的工模具车间,长年的发展形成了“大而全”、“小而全”的组织结构形式,专业化分工和专业化水平低,虽然近年来已经逐步走向市场,但相当一部分企业仍然主要承担着本集团公司的配套模具的制造。产品只有做专才能做好、做精,特别是模具产品,其专业化生产尤为重要。这次参评的企业绝大部分是民营企业,而且这些完全市场化的民营企业经过一段时间的摸索,已经注意在逐步形成自己技术特色和专长。这一动向将有利于我国模具行业的产业细分,带动全行业模具企业技术专业化水平的提升。
(2)国内中低档模具的供过于求促使模具企业向高精模具与外向型企业发展 根据数据统计,我国模具产值在2003年就已经达到了450亿元人民币,按当时模具产值总量排名,我国名列日本、美国之后,居世界第三位。模具总量仍然供不应求,国内模具自配率只有70%,其中中低档模具供过于求,中高档模具有50%靠进口,迫使国内模具企业向高精模具与外向型企业发展,这次参评模具中有相当一部分模具是替代进口的模具,不少模具水平已达到国际同类模具先进水平。模具出口近年发展也很快,每年增长速度都在10%以上,其中塑料模具是出口最多的模具种类,占60%以上,出口前三位的分别是中国香港、日本和美国,这说明我国的塑料模具技术水平正在与国际市场接轨,有力地带动了模具全行业的技术发展。
(3)模具制造周期的缩短使模具标准化被更多的模具企业所重视 模具制造周期长以及模具标准化技术的应用一直是困扰中国模具界的难题,在这次参评和第十届中国国际模展参展的模具来看,已经出现了15天和20天的超短精密模具制造周期,这其中除了专业化的因素外,最重要的手段就是充分运用模具标准化技术。可以预期随着市场对模具制造周期的要求越来越短,模具标准化技术将被更多的模具企业所重视和使用。
(4)高精模具的开发使模具企业自觉运用CAD/CAM/CAE技术,注重知识和经验的积累 国外模具企业CAD/CAM/CAE技术运用很普遍,80%的模具设计采用了三维CAD和CAE技术,加上长期在模具专业化技术方面的研究,在模具技术成形控制、加工制造等方面有大量的知识和经验的积累,从而为大型、复杂、高精度模具的制造具备了良好的条件。我国模具企业CAD/CAM技术主要还是二维为主,CAE的应用还不广泛,随着国内模具企业向大型、复杂、高精度模具制造领域的发展,CAD/CAM/CAE技术的运用以及先进加工技术的采用越来越被企业所重视,许多企业花巨资购买相关软件,出重金聘请专业技术人员,开发大型、复杂、高精度模具技术。同时,注重模具制造中的、参数、知识和经验的积累,为企业进一步发展打基础。
(5)企业管理是企业效益和模具水平提升的关键之一的观点已经被模具企业所认同 模具企业的管理模式直接影响到模具技术的发展,随着模具技术向国际高水平模具方向发展,原有的作坊式的模具企业管理模式以及小批量生产的企业初级管理模式均不能满足当前模具企业的国际化要求。许多模具企业已经在探索具有中国特色的模具企业管理模式,将企业管理与市场联系起来,与企业的技术和发展联系起来。可以肯定,企业管理的发展将有力促进企业模具技术的发展。
(6)随着大型成套成组模具的国产化,企业间的“竞争”正在向“竞和”方向发展 “竞争”始终是市场经济的主旋律,由于模具企业在中低档模具领域竞争的白热化,使一些企业采取了企业之间的联合与联盟,向中高档模具冲击的发展战略。如以长春一汽模具公司为首,整合天津汽车模具公司等企业联合,承接中档型轿车整车覆盖件模具的开发与制造。一些企业联盟正在有意识地形成特色模具产业链,利用技术互补,冲击某一类模具的中高端市场。使我国模具企业间的“竞争”向“竞和”方向发展。
综上所述,我国的模具技术水平发展很快,获得了可喜的成就,但面临的问题也是很多的,如模具技术目前还主要以跟踪与模仿为主,原创性的设计和研究很少,专业化水平还很低,先进技术的应用水平不高,制造技术的积累和基础薄弱等。这些都是我国模具技术发展中必须关注的问题,要充分利用目前制造业的国际化以及世界制造业向中国转移的机遇,加快发展我国的模具技术,使我国模具行业与国际接轨。
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