模具设计与制造前景
从技术角度来看,模具技术(包括设计、加工、制造)大致可分为五个发展阶段:手工操作阶段、手工操作加机械化(普通通用机床与工具)阶段、数字控制阶段、计算机化阶段和CAD/CAE/CAM信息网络技术一体化阶段,模具网CEO、深圳市模具技术学会专家委员罗百辉日前接受某杂志专访表示,在信息化带动工业化发展的今天,中国的模具设计加工和制造技术正在赶超国际水平,企业管理技术接轨于国际水平,但中国模具行业企业全体职工必须努力学习,牢牢掌握世界模具技术的发展方向,充分发挥主观能动性,脚踏实地、充满信心地创造美好的未来。
一、模具设计技术的发展趋势
模具设计长期以来依靠人的经验和机械制图来完成。自从二十世纪八十年代中国发展模具计算机辅助设计(CAD)技术以来,这项技术已获得认可,并且得到来快的发展。九十年代开始发展的模具计算机辅助工程分析(CAE)技术,现在也为许多企业应用,它对缩短模具制造周期及提高模具质量有显着的作用。据模具网CEO、深圳市模具技术学会专家委员罗百辉分析,近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度,为其进一步普及创造了良好的条件;基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪,其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题;CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高;塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国模具工业中发挥越来越重要的作用。罗百辉认为,就大多数模具制造企业而言,今后的发展方向应以提高数控化和计算机化水平为主,积极采用高新技术,逐步走向CAD/CAE/CAM信息网络技术一体化。模具无纸化制造将逐渐替代传统的设计和加工。
模具设计技术及CAD和CAE软件,今后应提高在下列几方面的水平:
*模具设计资料库和知识库系统;
*模具工程规划及方案设计;
*模具材料和标准件的合理选用;
*模具刚性、强度、流道及冷却通路的设计;
塑料模具塑料成形过程的各种模拟分析(注塑成形,包括塑料充模、保压、冷却、翘曲、收缩、纤维取向等模拟分析)、热传导和冷却过程的分析、凝固及结构应力分析等。计算浇注系统及模腔的压力场、温度场、速度场、剪切应变速率场和剪切应力场的分布并分析其结果,是非常复杂和费时的。这一模拟技术已从中面流技术发展到双面流技术,不久即可发展到既正确又快速的实体流技术,产生满足塑料件虚拟制造要求的三维注塑流动模拟软件;
*压模金属成形过程的模拟、起皱及破裂分析、应力应变和回弹分析等;
*压铸模压铸件成形流动模拟、热传导及凝固分析等;
*锻模锻件成形过程模拟及金属流动和充填分析等;
*提高设计和分析软件的快速性、智能化和集成化水平,并强化它们的功能,以适应模具的不断发展。
除了模具CAD/CAE技术之外,模具工艺设计也非常重要。计算机辅助工艺设计(CAPP)技术已开始在中国模具企业中应用。由于大部分模具都是单件生产,其工艺规程有别于批量生产的产品,因此应用CAPP技术难度较大,也难以有适合各类模具和不同模具企业的CAPP软件。为了较好地应用CAPP技术,模具企业必须做好开发和研究。虽然CAPP技术应用和推广的难度比CAD和CAE为高,但也必须重视这一发展方向。
基于知识的工程(KBE)技术是面向现代设计决策自动化的重要工具,已成为促进工程设计智能化的重要途径,近年来受到重视,将对模具的智能、优化设计产生重要的影响。
二、模具加工技术的发展趋势
罗百辉把中国的模具分为10大类46小类。不同类型的模具有不同的加工方法,同类模具也可以用不同加工技术去完成。模具加工的工作主要集中在模具型面加工、表面加工和装配,加工方法主要有精密铸造、金属切削加工、电火花加工、电化学加工、激光及其它高能波束加工,以及集两种以上加工方法为一体的复合加工等。数控和计算机技术的不断发展,使它们在许多模具加工方法中得到来广泛的应用。在工业产品品种多样化及个性化日益明显,产品更新换代来快,市场竞争来激烈的情况下,用户要求模具制造交货期短、精度高、质量好、价格低,带动模具加工技术向以下几方面发展。
1、高速铣削技术
近年来中国模具制造业一些骨干重点企业,先后引进高速铣床和高速加工中心,它们已在模具加工中发挥了很好的作用。当前国外高速加工机床主轴的最高转速已超过100000r/min,快速进给速度可达120m/min,加速度可达1-2g,换刀时间可提高到1-2s。这样可大幅度提高加工效率,并可获得 Ra≤1的加工表面粗糙度,可切削60HRc以上的高硬度材料,给电火花成形加工带来挑战。随主轴转速的提高,机床结构及其所配置的系统及关键部件和零配件、刀具等都必须配合,令机床造价大为提高。中国进口的高速加工机床主轴最高转速在短期内仍将以10000-20000r/min为主,少数会达到 40000r/min左右。虽然向更高转速发展是必然方向,但目前最主要的还是推广应用。
高速加工是切削加工工艺的革命性变革,从技术发展角度看,高速铣削正与超精密加工、硬切削加工相结合,开辟了以铣代磨的领域,并大大地减轻了模具的研抛工作量,缩短了模具制造周期,在中国模具企业的应用将会来多。并联机床,又称虚拟轴机床,和3D激光6轴铣床的诞生,及开放式数控系统的应用更为高速加工增添光彩。
2、电火花加工技术
电火花加工(EDM)虽然已受到高速铣削的严峻挑战,但是EDM技术的一些固有特性和独特的优点,是高速铣削所不能完全替代,例如模具的复杂型面、深窄小型腔、尖角、窄缝、沟漕、深坑等处的加工。虽然高速铣削也能满足上述部分加工要求,但成本比EDM高得多。较之铣削加工,EDM更易实现自动化。复杂、精密小型腔及微细型腔和去除刀痕、完成尖角、窄缝、沟漕、深坑加工及花纹加工等,将是今后EDM应用的重点。为了在模具加工中进一步发挥其独特的作用,以下是EDM今后的发展方向:
* 不断提高EDM的效率、自动化程度和加工的表面完整性;
* EDM设备的精密化和大型化;
* EDM设备的加工稳定性、容易操作及优良的性能价格比;
* 满足不同要求的高效节能及反电解等新型脉电源的研发,电源波形检测及其处理和控制技术的发展;
* 高性能综合技术专家系统的研发及EDM智能化技术的不断发展和自适应控制、模糊控制、多轴联动控制、电极自动交换、双线自动切换、防电解作用及放电能量分配等技术的进一步发展;
* 混粉加工等镜面光亮加工技术的发展;
* 微细EDM技术的发展,包括三维微细轮廓的数控电火花铣削加工和微细电火花磨削及微细电火花加工技术等;
* WEDM中人工智能技术的运用、走丝系统和穿丝技术的改进等;
* 电火花铣削加工技术及机床和EDM加工中心(包括成型机和线切割机)将得到发展;
* 作为可持续发展战略,绿色EDM新技术是未来重要发展趋势。
3、快速原型制造(RPM)和快速制模(RT)技术
模具未来的最大竞争因素,是如何快速地制造出用户所需的模具。RPM技术可直接或间接用于RT。金属模具快速制造技术的目标,是直接制造可用于工业化生产的高精度耐久金属硬模。间接法制模的关键技术是开发短流程工艺、减少精度损失、低成本的层积和表面光整技术的集成。RPM技术与RT技术的结合,将是传统快速制模技术(如中低熔点合金铸造、喷涂、电铸、精铸、层、橡胶浇固等)进一步发展的方向。RPM技术与陶瓷型精密铸造相结合,为模具型腔精铸成形提供了新途径。应用RPM/RT技术,从模具的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,具有广阔的发展前景。要进一步提高 RT技术的竞争力,需要开发数据和加工数据生成更容易、高精度、尺寸及材料限制小的直接快速制造金属模具的方法。
4、超精密加工、微细加工和复合加工技术
随模具向精密化和大型化方向发展,超精密加工、微细加工和集电、化学、超声波、激光等技术于一体的复合加工将得到发展。目前超精密加工已稳定地达到亚微米级,纳米精度的超精密加工技术也被应用到生产。电加工、电化学加工、束流加工等多种加工技术,已成为微细加工技术的重要组成部分,国外更有用波长仅0.5 纳米的辐射波制造出的纳米级塑料模具。在一台机床上使激光铣削和高速铣削相结合,已使模具加工技术得到新发展。
5、先进表面处理技术
模具热处理和表面处理,是能否充分发挥模具材料性能的关键。真空热处理、深冷处理、包括PVD和CVD技术的气相沉积(TiN、TiC等)、离子渗入、等离子喷涂及TRD表面处理技术、类钻石薄膜覆盖技术、高耐磨高精度处理技术、不沾粘表面处理等技术已在模具制造中应用,并呈现良好的发展前景。模具表面激光热处理、焊接、强化和修复等技术及其它模具表面强化和修复技术,也将受到进一步重视。
6、模具研磨抛光
模具的研磨抛光目前仍以手工为主,效率低、劳动强度大、质量不稳定。中国已引进了可实现三维曲面模具自动研抛的数控研磨机,自行研究的仿人智能自动抛光技术已有一定成果,但目前的应用很少,预计会得到发展。今后应继续注意发展特种研磨与抛光技术,如挤压珩磨、激光珩磨和研抛、电火花抛光、电化学抛光、超声波抛光以及复合抛光技术与工艺装备。
7、模具自动加工系统
随各种新技术的迅速发展,国外已出现模具自动加工系统。模具自动加工系统应有以下特征:多台机床合理组合;配有随行定位夹具或定位盘;有完整的夹具和刀具数控库;有完整的数控柔性同步系统以及有质量监测控制系统。也有人称同时完成粗加工和精加工的机床为模具加工系统。这些今后都会得到发展。
8、模具CAM/DNC技术及软件
随数控技术和计算机技术的快速发展,CAM/DNC技术已在中国模具企业得到广泛应用。目前众多软件中,针对模具加工特点而开发的专用软件不多,针对高速加工的软件也少。适应模具加工特点、具有高水平数控加工能力和后处理程序、有完善的精密加工和高速加工功能、界面友好、简单易学、备有多种数据格式转换功能和能为系统集成准备条件的软件将是今后发展的方向。
除上述发展方向,还有切削加工刀具的正确选用。据统计,刀具占模具生产总成本的3-5%,如果能正确选用刀具,可提高生产效率20%以上。
三、模具制造综合技术的发展趋势
在模具制造中,模具设计和模具加工往往不能分割。因此,除了设计技术和加工技术之外,还必须重视一些综合技术,其发展方向将对模具制造产生重大影响。目前,以微电子技术、软件技术为核心,以数字化、网络化为特征的信息技术,正以强大的渗透力影响社会各个领域,传统制造业信息化势在必行。
1、模具CAD/CAE/CAM一体化技术
模具CAD/CAE/CAM技术已发展成为比较成熟的共性技术,硬件和软件的价格已降到中小企业普遍可以接受的水平,再加上微机的普及和应用及微机版软件的推出,模具行业普及CAD/CAM的条件已经成熟,今后必将迅速发展。模具CAD/CAE/CAM一体化及软件的宜人化、集成化、智能化、网络化将是今后的发展方向。有条件的企业应积极做好CAD/CAE/CAM技术的深化应用工作,即应用KBE技术和开展企业信息化工程。可以从 CAPP→PDM→CIMS→VM逐步深化和提高,也有不少人认为推行C3P CAD/CAE/CAM/PDM)技术可能更有效。
2、精密测量和高速扫描及数字化系统
随高精密模具的发展,模具测量技术显得来重要。模具应力、磁力测量技术和三维测量技术及R部位形状尺寸精度、表面粗糙度测量技术等都是模具测量技术的重点所在。面世不久的4D激光测量机可以自标定,不但能进行3D测量,而且可以得出质量指标,说明每个测量点的精确性。数控加工过程的在线激光测量,不但有助于保工件的加工质量,而且大大提高NC机床的运转安全。高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描,到加工出期望的模型所需的多项功能,可大大缩短模具制造周期。逆向工程和并行工程将在今后的模具生产中,发挥来重要的作用。
3、模具标准化程度不断提高
正确合理地选用模具标准件和提高模具标准化程度,可以有效缩短模具制造周期、提高质量和降低成本,因此,模具标准化程度将不断提高。
4、虚拟技术将得到发展
计算机和信息网络的发展,使虚拟技术成为现实。虚拟技术可以形成虚拟空间环境,既实现企业内模具虚拟装配等工作,也可在企业之间实现虚拟合作设计、制造、合作研究开发,以致建立虚拟企业。
5、管理技术迅速发展
机械行业中常说的“三分技术七分管理”说明了管理的重要性。模具企业中现代企业制度和各项创新机制的建立和运行,既是管理技术的核心,也是模具制造成功和企业发展的保。模具制造管理信息系统(MIS)、产品信息管理(PDM)、建立因特网平台作为企业沟通和联系的手段及模具制造电子商务系统(EC)虽然不是本文的讨论围,但它们也是模具企业管理技术的发展方向,受到业界的重视。 另:请给个满意答案,我做任务
塑料模是模具制品中除钢模具之外的另一大类模具。我们常见的井盖、隔离墩、公路界、护坡砖等大多都是有塑料盖板模具、隔离墩塑料模具、护坡塑料模具生产而成的。因为相较于钢模具而言,塑料模具制品的价格不仅低廉,重量更加轻便,方便运输与使用,塑料模具制品的原材料取材也更加环保,而且还可废旧物再回收。
塑料模具主要分为:护坡模具、六角护坡模具,塑料护坡模具,盖板模具,护坡模盒,水泥护坡模具,护坡塑料模具,高速护坡模具,混凝土护坡模具,预制护坡模具,空心六角护坡模具,实心护坡模具,护坡砖塑料模具,护坡塑料模盒等一系列护坡产品。在生产空心六角护坡模具,实心六角护坡模具,护坡砖模具,彩砖模具,盖板模具等。模具表面光滑,不会存在表面有毛孔的情况,生产出来的护坡砖、盖板存在的误差很小。
并且可根据用户需求订做各种规格和图案的塑料模具,采用全电脑、全自动注塑设备和生产技术,精密度更高。
并且近年来塑料模具的发展已经十分迅速,应用范围及领域也在逐渐扩大,这些都离不开塑料模具制造工艺的不断创新和技术地不断进步。目前塑料模具在整个模具行业中所占比重约为30%,在模具进出口中的比重高达50-70%。在未来的模具市场中它的比例将逐步提高。
模具行业概况
"模具是工业生产的基础工艺装备"已取得了公式,在电子、汽车、电视、电器、仪表、仪器、家电和通信等产品中,60%、80%的零件都是依靠模具成型,用模具生产制件所具备的高精度、搞复杂度、高一致性、高生产率和低耗能,是其他加工制造方法不能比拟的,也是"效益放大器",用模具生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。
具体来说,以模具集成制造单元与技术的普及为例,近年来,模具除了具有自动送料、冲压成形、叠片计量、厚度分组、铁芯组合和产品输出、铰链装配连接等功能,又出现了复杂运动结构、模内加热、锻压、局部热(组织)控制、模内焊接、攻丝、局部注射、模内切割、模内检测等工艺组合过程。
再如,3D打印应用生产模具型腔是型腔模具发展的新动向,金属增材-减材组合制造技术是当今3D打印领域的一个重要方向。通过3D逐层增材成形,结合高速铣定层厚轮廓减材精整,实现复杂金属零件的高精度制造。目前,应用领域排名前三的是工业机械、航空航天和汽车,分别占市场份额的20.0%、16.6%和13.8%。
中国模具行业发展现状分析
中国模具行业发展较晚,现代模具工业直到20世纪70年代末才起步,但经过多年的努力,通过引进国际工业发达国家与地区较为成熟的的设计制造技术和自主创新相结合的方式,中国模具制造业已建立起了包括模具技术研发机构、模具生产和供应体系在内的模具工业体系,模具工业规模和技术水平有长足发展。
2011-2017年,中国模具行业销售收入呈现持续增长态势。截止至2017年中国模具行业销售收入达到了2663.42亿元,同比增长2.31%。预计2018年中国模具行业销售收入将达到2753亿元左右。
2012年以来,中国模具相关专利申请数量稳步上升。2017年全年申请专利数量达22872件,首次超过2万件,创下历史新高;2018年专利申请量有所减少,但仍超过了1.7万件,达到17146件。
从专利申请人来看,排名前十的专利申请人中,鸿海精密两家公司排在前两位,专利申请量分别为347件、337件,合计占比不到0.7%安徽江淮汽车集团股份有限公司申请数量为309件,位居第三。
此外,中国模具企业也开始走出国门,模具出口规模波动上升。2011年,中国模具行业出口总额为30.05亿美元,同比增长36.87%,创下近年来最高增速,此后不断放缓,直到2017年,模具行业出口总额再度恢复增长,达到54.90亿美元,同比增速为14.61%。
中国模具行业细分产品市场现状分析
近年来,伴随着中国汽车工业的兴盛,汽车模具市场需求快速释放,规模不断壮大。据统计,中国汽车模具新增需求从2011年的221吨增长至2017年的348吨,市场规模则从2012年的605亿元增长至2017年的888亿元。预计2018年中国汽车模具市场规模将突破900亿元。
作为信息产业的重要基础装备,IT模具发展较为迅猛,已成为产品批量生产和新产品研发所不可缺少的工具。按照模具产业1:100的带动效应折算,2017年中国IT模具销售收入为1420亿元左右,预计2018年中国IT模具销售收入将达到1550亿元左右。
OA设备模具市场紧随OA设备市场发展,OA设备一般由塑料件、五金件和芯片等组成,其中塑料制品主要包括外观件和结构件,其成型方法一般为使用塑料注射模注射成型。截止到2017年,OA设备塑料模具市场规模约为36亿元,2018年有望达到40亿元。
医疗器械模具几乎应用于所有医疗器械的制件,大到高压氧舱,小到助听器、心脏起博器等。而且由于医疗器械器材零部件生产配套的精密要求,医疗器械模具在医疗器械行业中占据着重要地位。按照模具产业1:100的带动效应来看,2017年医疗器械模具的市场规模约23.84亿元。预计2018年中国医疗器械模具市场规模将达到25亿元左右。
中国模具行业发展趋势分析
1、高精密化
随着最近几年的不断学习,中国的模具行业得到了飞速发展,发展了一批专门从事高精度模具制造的公司。意识到尺寸的精度是制造高精密高质量、高科技含量产品最重要的因素。要做高精密模具,不外乎有设备和人才2个重要因素,但目前中国在最精密的领域跟国外还有一定距离。毕竟,对于中国而言,制造业是一个国家综合国力的体现,因此国家给予了高度的重视,不远的将来定会实现超越。
2、自动化、智能化。
自动化、智能化是提高效率的保障,随着各种配合模具生产的自动化设备(主要是机械手)的普及,以及模具内部标准件的智能化程度提升(主要是热流道),模具生产的效率越来越高了,而且会朝着更高、更好的境界发展。未来的发展应该是一个工厂只有几个人,其余全是机器、电脑。以后的工厂只有3种人:管理人,技术人和机器人。
3、新型化
随着技术革新,让原来的很多不可能变成了可能,很多原来很复杂曲折的方式变得很简单。这些都是模具行业新的机遇与挑战,具体来说,是模具设计师们的机遇与挑战。能否掌握新型模具设计与制造技术,是一家模具企业生存的命脉。掌握模具高新技术需要深厚的设计和制造底蕴,这些高新技术也成为公司打品牌的资源,争取更优质客户的筹码。现在的战争是无硝烟的技术之战,血拼价格不如血拼技术。只要在技术上创新,做到模具新型化,即使价格高一些也会有大量的客户,这就是品牌的力量。模具永远都是以技术和质量取胜的行业。
掌握模具高新技术需要深厚的设计和制造底蕴,这些高新技术也成为公司打品牌的资源,争取更优质客户的筹码。现在的战争是无硝烟的技术之战,血拼价格不如血拼技术。只要在技术上创新,做到模具新型化,即使价格高一些也会有大量的客户,这就是品牌的力量。模具永远都是以技术和质量取胜的行业。
4、融合化
融合化即产品研发与模具高度融合。这个趋势也是必然的,这种改变是比流水线代替全能模具师傅更能影响制造业模式的一种改变。
简单而言,就是模具设计师和产品研发融合成一个新的岗位,一个能够负责整个产品从外观到机构、再到模具、到模具加工、模具生产、产品组装一系列工作的全新的岗位,成为制造业绝对的核心。
就好比人一定要穿衣服一样,所有的电子电器产品一定要有外壳的,然塑胶是最经济的,所以不会没落的
当然个人建议你多去了解学习一下,In-Mold Forming(3D),In-Mold Forming(3D),In-Mold Label (2D) ,I M D,In-Mold Decoration 模内装饰塑胶模内射出制程技术
这是未来这10年当中塑胶发展的必然趋势,我现在手上的资料准备的也不是很多,如果你有兴趣,我可以个给你一些参考
五金行业市场发展概况与趋势
手工工具市场:渐趋智能化、人性化
国际五金市场上,欧美发达国家由于生产技术快速发展与劳动力价格升高,将普遍性产品转由发展中国家生产,仅生产高附加价值的产品,而我国又拥有强大的市场潜力,所以更有利发展为五金加工出口大国。
我国的手工工具市场主要分布在浙江、江苏、上海、广东、山东和台湾等地方,其中浙江和广东最为突出。浙江的永康向来就被称为“手工工具之乡”,而且浙江人的市场操作意识相当强,从当初的火锅产品、不锈钢保温杯到去年风靡一时的滑板车,给他们带来了滚滚财源。广东也即将成为世界五金工具模具中心。目前,在深圳周边及珠三角地区聚集了6000多家模具企业,从业人员超过20万人。已连续在深圳举办了五届的华南国际模具展,吸引了25个国家和地区的1000多家企业参加,是当今中国最具专业化、国际化水准的模具工业展会。
DIY产品成为五金相关行业市场新宠。近年来,在欧美随着发达国家的建筑类五金产品设计以容易安装及维修为主,可自行装配产品及工具大受市场欢迎。据分析,今后两年,国内的建筑类五金产品也将走向智能化、人性化的发展道路。
台湾手工具业调整产品结构。台湾地区手工具业凭借产品质量稳定、交货准时、产品品种齐全,能配合客户需求,在全球具有一定的优势。而且台湾手工具销售以岛外市场为主,目前当地制造厂商约5000家,多分布在台湾岛中部地区,以中小企业为主。据有关调查资料显示,以个别手工具产品类别来看,套筒为出口大宗,其次为手工具组合,第三为园艺工具,扳手类排名第四,钳类排名第五。
刀具市场:市场竞争力不断提高
据报道,全世界刀具市场需求不断增长。其中欧洲、北美国家增长稳定,特别是东欧国家;亚洲市场略有回升,市场潜力很大,拉美国家市场明显增长,尤其是墨西哥。目前世界切削刀具销售额超过100亿美元,工业发达的欧洲、北美、日澳三大市场占有75%~80%。
在亚洲,中国也是一个重要市场。据预测,我国刀具需求在70~80亿元人民币之间,其中高精、高效、高可靠性的现代刀具,如硬质合金和陶瓷等超硬刀具材料可转位刀具的消费额约为12亿元人民币,其中80%~85%依赖进口,模具制造使用的刀具进口占90%以上。在过去一年中,刀具市场之所以需求增长缓慢,主要是因为刀具寿命增加,再有就是用户针对整个制造过程提出要求,取代了许多的机床和刀具。以及多功能刀具的应用增多,替代了很多以往单功能的简单刀具。今后用户将更加强调生产厂对刀具的研究和发展,不仅是在材料和表面涂层技术领域,而且也在刀具产品及其生产工艺过程方面注重生产实践,帮助刀具制造厂增加在它们所熟悉领域中的市场竞争力。
从刀具产品技术看,日本的DIJET、BIG、OSG、日本住友电工,日立工具新开发的高速高硬度刀具可加工至HRC70的硬度,东芝泰珂洛的拳头产品TAC快速铣刀系列硬质合金刀具逐渐取代高速钢刀具,特别是圆形刀具。美国肯纳刀具、瑞典SANDVIK,山高刀具SECO公司、SPINNER公司等涂层刀具的应用越来越普遍。中国刀具和量仪的知名企业株洲钻石工具、桂林广陆数字测控股份公司等也提供了新开发的产品,参与国际竞争。高速加工用新型刀具市场占有量不断增长。
从刀具制造商合作方式来看,在高新领域市场将出现很多大公司强强联合。
模具市场发展概况与趋势展望
近年来工业发达国家的人工费用增加,其正向发展中国家特别是东南亚国家转移,其国内以生产高、精模具为主,人工劳动投入量大的模具依靠进口解决。
“十一五”期间,我国模具市场总体趋势平稳向上。目前,国内市场对中高档家电、汽车、塑料制品模具的需求量很大,但要求国产模具必须在质量、交货期等方面满足用户的需求。我国加入WTO后,伴随着世界经济的一体化浪潮,全球制造业加速向中国大陆地区转移已是大势所趋,中国也将逐步发展成为世界级的制造业基地。中低档的模具国际市场潜力十分巨大,只要国产模具的质量能够有提高,交货期能够保证,模具出口的前景是十分乐观的。优势明显的广东特别是珠三角地区,将在十年之内发展成为世界模具生产中心。同时,由于近年来我国每年用近10亿美元进口模具,其中精密、大型、复杂、长寿命模具占多数,所以从减少进口角度出发,这类高档模具在市场的分额比例也将逐步增大。现代模具其高技术、人才密集、高技术背景下的工艺密集型工业的特点,是在新型工业化道路上走在前面的产业,模具作为重要的制造装备行业在为各行各业服务的同时,也直接为高新技术产业服务,模具在制造业产品研发、创新和生产中所具有的独特的重要地位,使得模具制造能力和水平的高低也成为国家创新能力的重要标志。
2010年经济逐步企稳,模具作为制造产业转变增长方式,产业结构调整的关键支撑,无疑具有举足轻重的地位,沟通制造业上下游产业,共同促进模具制造业发展已成为深圳模具技术学会的重要任务。
延伸阅读
模具行业支撑汽车行业的产品升级换代
据悉,2009年我国乘用车换型就达到221款(其中轿车175款),比2008年多114款。自主车型120款,而像中档帕萨特的全套冲模价值就超过2.5亿元人民币,大型塑料模具价值约3500万至4000万;从汽车的心脏发电机的缸体压铸到汽车白车身冲压件,从加快我国节能环保型汽车的研发进程(如汽车发动机塑料进气歧管国外已占80%,注塑模具的实现),到新材料超强钢板热压成形模,都需要模具带动汽车产业核心零部件的国产化,中高档轿车覆盖件模具,汽车轻量化新型材料成形模具及多工位级进模具均是推进汽车自主品牌发展的保障,模具装备是汽车装备中的重要组成部分。
家电行业:家电零件成型依靠钣金冲压、塑料、发泡、吸附等各类模具,一台冰箱需要150~200付模具、一台空调需要50付左右的模具、一台洗衣机需要60付左右的模具,还有大量的小家电……海尔公司一年采购6000付左右模具,金额达到5个多亿。2009年12月,工信部下发了《关于加快我国家用电器行业转型升级的指导意见》,针对产品升级、技术升级的重要任务,加快我国家电转型升级。(如低噪音、节能节水,多间室等)模具制造的水平也是家电零件制造工艺水平提高的体现。
据统计,2009年我国塑料行业6000亿销售额,按1:100的带动,得到了60亿模具的支撑。
航空装备技术与模具制造
钣金装备:作为航空制造技术的重要基础,航空钣金装备技术模具为其提供成型的主要设备是在超塑成形设备、热成形设备、旋压成形设备、压弯成形设备等等,大型板类三维曲面的一个产品成形模具往往需要数十套甚至数百套,板材由模具曲面成形;在多点成形时,模具制造将整体模具离散成一系列规则排列、高度可调的基本体来包络面完成,进而多点成形技术发展有多点成形机等等。
飞机内饰件模具成套技术的研究开发及产业化:配套中国商用飞机发展提供产品的模具制造技术,选用强度大、阻燃、防烟雾、散热工程塑料,结合航空领域的技术标准和要求,针对飞机内饰件的材料选用、产品结构分析与设计、模具设计制造和最终产品组装整套技术进行研究开发,实现飞机内饰件成套技术的产业化应用。在飞机内饰件方面,塑料使用的提高有利于减轻飞机的自重,节约燃油,降低成本。据不完全统计,飞机内饰件在模具200套左右,产值一个亿,带动制件产值在30亿元左右。
电子专用装备及新兴产业配套领域
装备制造业调整和振兴规划》中,在“抓住九大产业重点项目,实施装备自主化”的内容里,第8项“电子信息产业”中就将电子设备仪器及工模具等为重点,推进信息化装备自主化。
以大规模、超大规模集成电路用引线框架精密多工位级进冲模,集成电路精密封装模具,电子元器件和精密接插件用精密模具,芯片用精密冲压模具,汽车电子模具为前沿,电脑周边模具、多媒体数码产品模具、光电通讯产品模具、网络产品模具、钟表礼品模具等等随着IT和信息技术的发展将需求越来越大。我国已是(复印机、传真机、打印机等)OA设备及耗材的主要生产国,60%以上的复印设备、40%以上的影像打印设备在中国制造,同时世界OA设备主要厂商在中国大量采购零部件也使得OA设备塑料模具发展迅速。
医疗器械据推算有一万种产品,34个门类,4000家企业。如保健器械、高分子塑料产品也是其中的一部分。几乎全部制件涉及模具,大到高压氧舱,小到助听器、心脏起博器…高分子复合材料成型、生物生命工程、医疗器械器材零部件生产配套的精密、超精密模具将在医疗器械制造中具有举足轻重的地位。
2009年国家4万个亿投资中,轨道交通直接投资是7000个亿,而动车组走行核心部件超高速(300公里以上/小时)精密轴承模具核心技术、时速200~350公里高速动车组、大功率交流传动电力/内燃机车、载重100吨铁路重载货车和城市轨道交通车辆用轴承、齿轮传动装置,高速动车组用齿轮箱精密铸造模具;重载25T轴重热锻模具、冷墩模具等将为新兴产业配套服务。
广东省模具工业协会有关人士指出,全省模具企业已有60000家以上,对模具专业技术人才,尤其是高级的模具专业人才需求很大。2005年,模具高级班毕业生月薪均达3000元以上,工作几年后,月工资涨到8000元不成问题。
本校是中国模具工业重点人才教育基地,以读一年大学或半个高中的费用就读模具专业,你就可以为一名模具技术人才,进入高薪技师行业。本校以实际操作为主,实施课堂实操与工厂生产接轨的教学模式,基础再差,也能保证你学会技术。女青年学模具更为吃香,从事模具设计、电脑绘图、数控编程加工,工作轻松高雅。
加入高薪模具专业人才行列,从此便步入了一个可以和硕士媲美的辉煌前途
有关专家日前在接受记者采访时分析认为,我国模具行业将向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展。
目前,电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电、通讯和军工等产品中,60%-80%的零部件,都要依靠模具成型。用模具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所无法比拟。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力。
专家认为,我国模具行业日趋大型化,而且精度将越来越高。10年前,精密模具的精度一般为5μm,现在已达2-3μm。不久,1μm精度的模具将上市。随着零件微型化及精度要求的提高,有些模具的加工精度公差就要求在1μm以下,这就要求发展超精加工。
专家认为,我国模具行业要进一步发展多功能复合模具,一套多功能模具除了冲压成型零件外,还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务。通过这种多功能的模具生产出来的不再是成批零件,而是成批的组件,如触头与支座的组件、各种微小电机、电器及仪表的铁芯组件等。多色和多材质塑料成形模具也将有较快发展。这种模具缩短了产品的生产周期,今后在不同领域将得到发展和应用。
随着热流道技术的日渐推广应用,热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并能大幅度节约制件的原材料,这项技术的应用在国外发展很快,已十分普遍。国内热流道模具也已经生产,有些企业已达30%左右,但总的来看,比例太低,亟待发展。随着塑料成型工艺的不断改进与发展,气辅模具及适应高压注射成型工艺的模具将随之发展。
有关专家认为,模具标准件的应用将日渐广泛,模具标准化及模具标准件的应用能极大地影响模具制造周期。使用模具标准件不但能缩短模具制造周期,而且能提高模具质量和降低模具制造成本。同时,快速经济模具的前景十分广阔。由于人们要求模具的生产周期越短越好,因此开发快速经济模具越来越引起人们的重视。例如研制各种超塑性材料来制作模具;用环氧、聚酯或在其中填充金属、玻璃等增强物制作简易模具。这类模具制造工艺简单,精度易控制,收缩率较小,价格便宜,寿命较高。还可用水泥塑料制作汽车覆盖件模具。中、低熔点合金模具,喷涂成型模具,电铸模,精铸模,层叠模,陶瓷吸塑模及光造型和使用热硬化橡胶快速制造低成本模具等快速经济模具将进一步发展。快换模架、快换冲头等也将日益发展。另外采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模装置技术也会得到发展和提高
模具技术追赶国际水平
近年来,我国模具行业保持较快速发展。根据国家统计局数据显示,2017年,中国模具行业销售收入达2663.42亿元,同比增长2.31%预计2018年,中国模具行业销售收入将达到2753亿元左右。
模具行业快速发展下,模具技术在各个领域得到广泛应用,并取得突飞猛进的进步,主要表现在模具集成制造单元与技术的普及、商业互联网向模具及其产业链延伸、3D打印在模具制造中的广泛应用、模具的智能化、轻量化新材料与大型塑料模具的出现与优化、大型级进冲模技术的成熟、模具标准件精细化等。
具体来说,以模具集成制造单元与技术的普及为例,近年来,模具除了具有自动送料、冲压成形、叠片计量、厚度分组、铁芯组合和产品输出、铰链装配连接等功能,又出现了复杂运动结构、模内加热、锻压、局部热(组织)控制、模内焊接、攻丝、局部注射、模内切割、模内检测等工艺组合过程。
再如,3D打印应用生产模具型腔是型腔模具发展的新动向,金属增材-减材组合制造技术是当今3D打印领域的一个重要方向。通过3D逐层增材成形,结合高速铣定层厚轮廓减材精整,实现复杂金属零件的高精度制造。目前,应用领域排名前三的是工业机械、航空航天和汽车,分别占市场份额的20.0%、16.6%和13.8%。
可见,从技术角度来看,我国模具设计加工和制造技术正在赶超国际水平。此外,还可以从专利角度反映出我国模具技术的飞速提升。
根据SooPAT数据统计,2008年以来,我国模具相关专利申请数量稳步上升。2017年全年申请专利数量达22872件,首次超过2万件,创下历史新高2018年专利申请量有所减少,但仍超过了1.7万件,达到17146件。
不过,企业所拥有的技术专利较为分散。从专利申请人来看,排名前十的专利申请人中,鸿海精密两家公司排在前两位,专利申请量分别为347件、337件,合计占比不到0.7%安徽江淮汽车集团股份有限公司申请数量为309件,位居第三。
模具技术朝向“五化”
未来,模具技术的发展将朝向“五化”,即高精密化、自动化、智能化、新型化、融合化。
随着最近几年的不断学习,我国的模具行业得到了飞速发展,发展了一批专门从事高精度模具制造的公司,意识到尺寸的精度是制造高精密高质量、高科技含量产品最重要的因素。要做高精密模具,不外乎有设备和人才2个重要因素,但目前我国在最精密的领域跟国外还有一定距离。但在国家高度的重视下,不远的将来定会实现超越。
自动化、智能化是提高效率的保障,随着各种配合模具生产的自动化设备(主要是机械手)的普及,以及模具内部标准件的智能化程度提升(主要是热流道),模具生产的效率越来越高了,而且会朝着更高、更好的境界发展。
模具新型化需要深厚的设计和制造底蕴,这将成为模具企业打造品牌的资源,争取更优质客户的筹码。
融合化即产品研发与模具高度融合。这个趋势也是必然的,这种改变是比流水线代替全能模具师傅更能影响制造业模式的一种改变。简单而言,就是模具设计师和产品研发融合成一个新的岗位,一个能够负责整个产品从外观到机构、再到模具、到模具加工、模具生产、产品组装一系列工作的全新的岗位,成为制造业绝对的核心。
——以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院《中国模具行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。
确切来说,目前的行业情况就是产能过剩;
很多的大型塑胶模具厂都存在开工不足的现象;
好多的一两百台注塑设备的工厂设备开动率不足50%;
目前进入这个行业也不是说不行;
要看你们的客户订单情况,如果有100%把握的两到三家大型成品工厂的订单,
那还是可行的;
如果没有,那建议还是以其他方式进行处理;
外部大环境不太好,但个别业务能力比较强的工厂仍有赚钱的空间;
在2008年经济危机期间,也有很多成功的企业抓住好的客户狠狠的赚了一大把的先例;
塑料首先在注射机底加热料筒内受热熔融,然后在注射机的螺杆或柱塞推动下,经注射机喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔,塑料冷却硬化成型,脱模得到制品。其结构通常由成型部件、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统、排气系统、支撑部件等部分组成。制造材料通常采用塑料模具钢模块,常用的材质主要为碳素结构钢、碳素工具钢、合金工具钢,高速钢等。注射成型加工方式通常只适用于热塑料品的制品生产,用注射成型工艺生产的塑料制品十分广泛,从生活日用品到各类复杂的机械,电器、交通工具零件等都是用注射模具成型的,它是塑料制品生产中应用最广的一种加工方法。
塑料模具
塑料模具,是塑料加工工业中和塑料成型机配套,赋予塑料制品以完整构型和精确尺寸的工具。由于塑料品种和加工方法繁多,塑料成型机和塑料制品的结构又繁简不一,所以,塑料模具的种类和结构也是多种多样的。
1基本简介
一种用于 压塑、 挤塑、 注塑、 吹塑和低发泡成型的组合式塑料模具,它主要包括由凹模组合基板、凹模组件和凹模组合卡板组成的具有可变型腔的凹模,由凸模组合基板、凸模组件、凸模组合卡板、型腔截断组件和侧截组合板组成的具有可变型芯的凸模。模具凸、凹模及辅助成型系统的协调变化。可加工不同形状、不同尺寸的系列塑件。塑料加工工业中和塑料成型机配套,赋予 塑料制品以完整构型和精确尺寸的工具。由于塑料品种和加工方法繁多,塑料成型机和塑料制品的结构又繁简不一,所以,塑料模具的种类和结构也是多种多样的。
随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度等方面的不断提高,塑料制品的应用范围也在不断扩大,塑料产品的用量也正在上升。
塑料模具是一种生产塑料制品的工具.它由几组零件部分构成,这个组合内有成型模腔。注塑时,模具装夹在 注塑机上,熔融塑料被注入成型模腔内,并在腔内冷却定型,然后上下模分开,经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具,最后模具再闭合进行下一次注塑,整个 注塑过程是循环进行的。
一般塑料模具由动模和定模两部分组成,动模安装在注射成型机的移动模板上,定模安装在注射成型机的固定模板上。在注射成型时动模与定模闭合构成浇注系统和型腔,开模时动模和定模分离以便取出塑料制品。
模具的结构虽然由于塑料品种和性能、塑料制品的形状和结构以及注射机的类型等不同而可能千变万化,但是基本结构是一致的。模具主要由浇注系统、调温系统、成型零件和结构零件组成。其中 浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分,并随塑料和制品而变化,是塑模中最复杂,变化最大,要求加工光洁度和精度最高的部分。
浇注系统是指塑料从射嘴进入型腔前的流道部分,包括主流道、冷料穴、分流道和浇口等。成型零件是指构成制品形状的各种零件,包括动模、定模和型腔、型芯、成型杆以及排气口等。
我国塑料模具在高技术驱动和支柱产业应用需求的推动下,形成了一个巨大的产业链条,从上游的原辅材料工业和加工、检测设备到下游的 机械、汽车、摩托车、家电、电子通信、建筑建材等几大应用产业,塑料模具发展一片生机。
随着中国汽车、家电、电子通讯、各种建材迅速发展。
《中国塑料模具市场深度调研与投资前景分析报告前瞻》共十二章。首先介绍了世界塑料模具行业整体运营状况、中国塑料模具行业市场发展环境等,接着分析了中国塑料模具行业市场运行的现状,然后介绍了中国塑料模具市场竞争格局。随后,报告对中国塑料模具做了重点企业经营状况分析,最后分析了中国塑料模具行业发展趋势与投资预测。您若想对塑料模具产业有个系统的了解或者想投资塑料模具行业,本报告是您不可或缺的重要工具。
2主要分类
按照成型方法的不同,可以划分出对应不同工艺要求的塑料加工模具类型,主要有 注射成型模具、挤出成型模具、吸塑成型模具、高 发泡聚苯乙烯成型模具等。
1、塑料注射(塑)模具
它主要是热塑性塑料件产品生产中应用最为普遍的一种 成型模具,塑料注射模具对应的加工设备是塑料注射成型机,塑料首先在注射机底加热料筒内受热熔融,然后在注射机的 螺杆或柱塞推动下,经注射机喷嘴和模具的浇注系统进入 模具型腔,塑料冷却硬化成型,脱模得到制品。其结构通常由成型部件、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统、排气系统、支撑部件等部分组成。制造材料通常采用 塑料模具钢模块,常用的材质主要为碳素结构钢、 碳素工具钢、 合金工具钢, 高速钢等。注射成型加工方式通常只适用于热塑料品的制品生产,用 注射成型工艺生产的塑料制品十分广泛,从生活日用品到各类复杂的机械,电器、交通工具零件等都是用注射模具成型的,它是塑料制品生产中应用最广的一种加工方法。
2、 塑料压塑模具
包括压缩成型和压注成型两种结构模具类型。它们是主要用来成型热固性塑料的一类模具,其所对应的设备是压力成型机。压缩成型方法根据塑料特性,将模具加热至成型温度(一般在103°—108°),然后将计量好的压塑粉放入模具型腔和加料室,闭合模具,塑料在高热,高压作用下呈软化粘流,经一定时间后固化定型,成为所需制品形状。压注成型与压缩成型不同的是有单独的加料室,成型前模具先闭合,塑料在加料室内完成预热呈粘流态,在压力作用下调整挤入模具型腔,硬化成型。压缩模具也用来成型某些特殊的热塑性塑料如难以熔融的热塑性塑料(如聚加氟乙烯)毛坯(冷压成型),光学性能很高的 树脂镜片,轻微发泡的硝酸纤维素汽车方向盘等。压塑模具主要由型腔、加料腔、导向机构、推出部件、加热系统等组成。压注模具广泛用于封装电器元件方面。压塑模具制造所用材质与注射模具基本相同。
3、塑料挤出模具
用来成型生产连续形状的塑料产品的一类模具,又叫挤出成型机头,广泛用于 管材、棒材、单丝、板材、薄膜、电线电缆包覆层、异型材等的加工。与其对应的生产设备是 塑料挤出机,其原理是固态塑料在加热和挤出机的螺杆旋转加压条件下熔融,塑化,通过特定形状的口模而制成截面与口模形状相同的连续塑料制品。其制造材料主要有碳素结构钢、合金工具等,有些挤出模具在需要耐磨的部件上还会镶嵌金刚石等耐磨材料。挤出中工工艺通常只适用热塑性塑料品制品的生产,其在结构上与注塑模具和压塑模具有明显区别。
4、塑料吹塑模具
是用来成型塑料容器类中空制品(如饮料瓶、日化用品等各种包装容器)的一种模具,吹塑成型的形式按工艺原理主要有挤出吹塑中空成型、注射吹塑中空成型、注射延伸吹塑中空成型(俗称“注拉吹”),多层吹塑中空成型,片材吹塑中空成型等。中空制品吹塑成型所对应的设备通常称为塑料吹塑成型机,吹塑成型只适用于热塑料品种制品的生产。吹塑模具结构较为简单,所用材料多以碳素多则制造。
5、塑料吸塑模具
是以塑料板、片材为原料成型某些较简单塑料制品的一种模具,其原理是利用抽真空盛开方法或压缩空气成型方法使固定在凹模或凸模上的塑料板、片,在加热软化的情况下变形而贴在模具的型腔上得到所需成型产品,主要用于一些日用品、食品、玩具类包装制品生产方面。吸塑模具因成型时压力较低,所以 模具材料多选用铸铝或非金属材料制造,结构较为简单。
6、高发泡聚苯乙烯成型模具
是应用可发性 聚苯乙烯(由聚苯乙烯和发泡剂组成的珠状料)原料来成型各种所需形状的泡沫塑料包装材料的一种模具。其原理是可发聚苯乙烯在模具内能入蒸汽成型,包括简易手工操作模具和液压机直通式泡沫塑料模具两种类型,主要用来生产工业品方面的包装产品。制造此种模具的材料有 铸铝、不锈钢、青铜等。
3设计要素
模具设计和制造与 塑料加工有密切关系。塑料加工的成败,很大程度上取决于模具设计效果和模具制造质量,而塑料模具设计又以正确的塑料制品设计为基础。
塑料模具设计要考虑的结构要素有:
①分型面,即模具闭合时凹模与凸模相互配合的接触表面。它的位置和形式的选定,受制品形状及外观、壁厚、成型方法、后加工工艺、模具类型与结构、脱模方法及成型机结构等因素的影响。
②结构件,即复杂模具的滑块、斜顶、直顶块等。结构件的设计非常关键,关系到模具的寿命、加工周期、成本、产品质量等,因此设计复杂模具核心结构对设计者的 综合能力要求较高,尽可能追求更简便、更耐用、更经济的设计方案。
③模具精度,即避卡、精定位、导柱、定位销等。定位系统关系到制品外观质量,模具质量与寿命,根据模具结构不同,选择不同的定位方式,定位精度控制主要依靠加工,内模定位主要是设计者充分去考虑,设计出更加合理易调整的定位方式。
②浇注系统,即由注塑机喷嘴至型腔之间的进料通道,包括主流道、分流道、浇口和冷料穴。特别是浇口位置的选定应有利于熔融塑料在良好流动状态下充满型腔,附在制品上的固态流道和浇口冷料在开模时易于从模具内顶出并予以清除(热流道模除外)。
③塑料收缩率以及影响制品 尺寸精度的各项因素,如 模具制造和装配误差、模具磨损等。此外,设计压塑模和注塑模时,还应考虑 成型机的工艺和结构参数的匹配。在塑料模具设计中已广泛应用 计算机辅助设计技术。
近年来,热流道技术在中国的逐渐推广,这在很大程度上是由于我国模具向欧美公司的出口量快速发展带来的。在欧美国家,注塑生产已经相当的依赖于热流道技术。可以这样说,基本上没有使用热流道技术的模具现在已经很难出口,这也造成了很多模具厂家对于热流道技术的意识上的转变。但是由于很多外国进口的热流道系统价格比较贵,国内很大一部分厂家接受不了,所以就出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。这对于热流道技术在中国的推广有很大的好处。不过虽然热流道技术已经开始推广,有的厂采用率达20%以上,一般采用内热式或外热式热流道装置,少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置,但总体上热流道的采用率达不到10%,与国外的50~80%相比,还是远远不够的。