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現代模具工業發展趨勢和國內模具材料市場供需前景分析

1.現代模具工業的發展趨勢

模具工業是制造業中的一項基礎產業，同時又是高新技術產業的主要領域，工業發達國家都十分重視這個產業。美國工業界認為“模具工業是美國工業的基石”；德國產業界則認為它是所有工業中的“關鍵產業”；日本模具協會也認為“模具是促進社會繁榮富裕的原動力”。早在20世紀80年代初，一些工業發達國家模具工業的產值已超過機床制造工業的產值，例如日本模具產業年產值達到13000億日元，遠遠超過日本機床總產值9000億日元。如今，世界模具工業的發展甚至已超過了新興的電子工業。世界模具工業的年產值約為650億美元。

現代模具工業的發展，在很大程度上依賴于優質模具材料的研究開發，以及模具標準化、先進的設計與制造技術、專用的機床設備，而且生產技術管理也是很重要的環節。21世紀模具行業的基本特征，概括地說就是集成化、網絡化、智能化和柔性化。其奮斗目標是提高生產效率，改進產品質量，縮短模具設計及制造周期，提高模具使用壽命，降低生產成本，最大限度地提高市場應變能力，滿足用戶需要。這也是我國現代模具工業的主要發展方向。

現代模具與傳統模具不同，它不僅形狀多樣，結構復雜，而且對材料和技術要求更高，使用傳統的模具制作方法難以適應，必須借助先進科學技術的發展，采用現代化制造技術，才能達到技術和質量要求，才能適應市場需要。當前市場競爭激烈，市場對模具制造的實際要求是精度高，價格低，交貨周期短。從整個工業生產的發展趨勢來看，其特點是品種擴大，質量提髙，產品更新加快�，F代模具工業的發展趨勢也離不開這個規律，主要是：

1) 大型化模具在加快發展。

其原因：一是由于采用模具成形的零件日趨大型化；二是由于提高生產率要求模具“一模多腔”，現在有的大型模具已出現“一模百腔”的情況。這對模具材料也提出了新的要求。

2) 多功能復合模具日益發展。

一副多功能模具除了用來沖壓成形零件外，還要承擔疊壓、攻螺紋、鉚接、鎖緊等組裝作業。采用多功能復合模具生產的產品不再是傳統的單個零件，而是成批的組合件，可以顯著縮短產品的生產、裝配周期。這對模具材料的性能要求也越來越高。

3) 模具精度要求越來越高。

20世紀90年代初，模具精度一般要求為5pm,近年已要求為2-3nm。隨著零件微型化及對精度要求的提高，有些模具的加工精度要求在以內，于是促進了超精密加工技術的發展。

4) 精度加工的模具品種也日益增多。

例如用于磁盤、磁鼓制造的模具要求亞微米級（0.01阿）精密加工；用于超精密電子器件的模具要求毫微米級(0.001pm)精密加工；用于航空機械和精密機械的模具要求納米級（nm)精密加工。

5) 熱流道技術己擴大應用。

熱流道模具在塑膠成形模具中的比重在增高。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產效率和質量，并能大幅度節約制件的原材料。因此,熱流道技術的應用在國外發展迅速，國外很多塑料模具廠所生產的模具有50%以上采用了熱流道技術，有的廠已達80%以上，效果十分明顯。熱流道技術在®國也已用于生產，國內有的模具廠熱流道技術的采用率已達20%-30%。

2.國外模具技術的新發展

當前國外模具技術的最新發展充分表明,現代模具是多學科知識集聚的高新技術產業的一部分，這也是中國模協近年多次組團參加歐洲模具技術展覽會(EuroMold)的感受之一。在這個代表國際上最高模具技術水平的歐展會上，各國的模具新技術爭奇斗艷，競相展示，其中很多模具新技術深受與會者關注，如塑料模具新技術，無模具成形技術，快速成形技術，顯微激光技術，CAD/CAM等軟件的快速更新等等，擇要介紹如下：

(1)塑料模具新技術

1) 一模多腔模具和多功能模具。展出的一種高效制造瓶坯模具，不僅腔數多(一模144腔)，而且注塑周期短，生產效率高，該種模具每小時可制造出6萬個瓶坯6

另一種多零件7多顏色、多材料注塑模具，擁有回轉臺注射成形和帶分度板座的注射成形系統。利用這些模具和技術，可以實現在同一模具中成形多種零件，并可進行多種塑料材質、多種顏色的注射成形。

2) 塑料模具的動態進料技術。這是一項控制熔融塑料在熱流道系統中流動的專利。所謂動態進料，就是為每個澆口分別設定注射時間、注射壓力等參數，根據這些設置進行注塑，可以獲得平衡注射和最佳質量保證。為此，動態進料裝置內每個熱流道噴嘴有一個針閥，用以控制注射的流量和壓力，調節塑料的流動。

動態進料裝置還允許使用可換模具，即可以使用一標準模具，對于不詞制件，只要更換模芯，而不必調整熱流道系統，以減少使用的模具副數。該裝置也允許使用多模成形，同時允許每副模具使用不同的模芯。

3)用鋁合金材料制造塑料模具。展出的一副用鋁合金制造的塑料模具，有3個品種的鋁合金材料可供選擇，據稱使用壽命已達30萬次，狀況依然完好。另有一副用MI—600鋁材制造的塑料模具，有4個品種8個等級的鋁材可供選擇，宣稱其使用壽命可達50萬次以上。

(2) 無模具成形技術

無模其成形技術是薄板冷成形的最新科技成果。該項技術可用于普通碳素鋼板、不銹鋼板和鋁合金板的成形，而無需使用模具和壓力機。適用于零件原型的制作和小批量生產。

無模具成形可制作尺寸較大的零件，成形的最大尺寸為200mmX1300mmX500mm。允許成形的鋼板厚度為：.碳素鋼板0.5-3mm，不銹鋼板0.2-2mm，鋁合金板0.5-5mm。成形前將金屬夾緊在工作臺上，成形過程為漸進方式，即工作臺在加工過程中逐漸下降。成形工具為桿狀，頭部為球狀。加工的軌跡為一系列的等高線。零件的成形是靠金屬板的減薄來實現的。

無模具成形技術的突出優點是成形零件時不用模具，因此可顯著降低生產成本，縮短產品上市時間。而且此項技術的柔性較大，適用面較廣，可成形較復雜的零件；但也有一定局限性，例如對于厚度均勻性要求嚴格的零件難以達到滿意的結果。

(3) 快速成形技術

1) 三維打印的快速成形系統。展出的快速成形設備有各種類型，其中最多的是三維打印成形系統（3DPrintingSystem)。該系統成形零件的工作過程包括以下步驟：①鋪撒成形零件的粉末狀材料；②在要求的區域內噴撒粘結劑；③工作臺下降一層高度（例如0.1mm);④重復①至③過程，反復進行，直到零件完成。⑤采用金屬粉末成形的零件，在零件成形后進行燒結和滲銅。上述過程的完成可以完全自動化。成形系統直接采用CAD軟件，可實現設計與成形的一體化。

成形零件的粉末材料可以選用金屬、石蠟或塑料等。三維打印的快速成形有恨多優點：①成形速度快，可在數小時內成形較復雜的零件；②可成形較大尺寸的零件，例如尺寸為600mmX500mmX400mm;③對零件的復雜程度基本不受限制；④成形的零件可以滲入蠟、環氧樹脂等，以改變材料的性能；⑤可將整個零件或各部分制成多種顏色等。

2) 快速成形的鑄造技術。展出的一種裝置可快速制作樹脂砂鑄型。該裝置采用2個激光頭同時工作，分層將砂型燒結，分層厚度為0.2mm。所制成的鑄型可用于鑄造鋁合金、鎂合金、灰鑄鐵和合金鋼等材料的零件。還有一種裝置可用于生產塑料制品和金屬鑄件。該裝置的集成系統包括：

用于在硅膠模中制作塑料件的裝置；澆注蠟模的裝置；混合和涂掛陶瓷漿料的裝置；熔化和澆注金屬的裝置。整個系統集中控制，全自動化運行。

(4) 顯微激光技術

1) 顯微激光焊接技術。這種激光技術可用在模具表面上增加耐磨層或用于修復模具。與一般的激光焊接等工藝不同，采用顯微焊接工藝時在激光聚焦處的溫度可高達1500°C，焊接過程可在KT9S內完成，以避免將熱量傳遞到焊點鄰近區域,因而不會引起材料金相組織和性能的變也，也不會使模具產生變形或開裂等問題。這種激光焊接技術可用于鋼、銅、鋁合金、鎳鉻合金等材料的模具，焊層可達Imm厚，對于模具形式和尺寸沒有限制。

2) 柔性激光焊接技術。也可用于修復模具或熔覆金屬層以增加模具耐磨性。經激光熔覆處理后的模具表面層硬度可達62HRC。

(5) CAD/CAM等軟件技術快速更新

隨著電腦技術的快速發展，各種為提高模具質量、縮短模具設計與制造周期的軟件技術也在不斷發展和快速更新，如CAD、CAM、CIM、CAE等各種軟件0，幾乎每年甚至半年就要更新一個版本。在歐展會上，各軟件廠家競相演示和演講其先進的技術和完善的功能，除了市場競爭的目的外，也體現了從保證質量和縮短工期兩個方面服務于模具的設計與制造。

3.國內模具材料市場供需前景分析

近年來我國模具工業發展迅速，模具工業的產值從1997年開始已超過機床工業的產值，1998年模具工業產值達到220億元，2000年達到260-270億元，2002年繼續快速發展，模具總產值達到360億元，比上年增長14%左右。2003年模具工業的發展速度稍低于上年，這是由于僅靠內需拉動的行業不可能長期高速發展；但另一方面國際市場形勢不錯，一些工業發達國家將制造業紛紛轉移到我國，又使我國模具工業面臨空前的發展機遇。估計2003年模具行業總體發展增速達12%-13%，模具總產值達到400億元以上[11]，同時，產品結構、進出口狀況得到進一步改善。

面對我國加入WT0后的新形勢，模具行業從總體上來看，機遇要大于挑戰。這主要是我國的模具價格要比眾多外國產品的價格低許多，在國際市場上有一定競爭力。從國內市場看，我國模具仍供不應求，不少大型、精密、復雜、長壽命的模具仍靠進口解決，根據不完全的統計，2003年進口模具外匯13.7億美元，這還不包括隨引進的設備和生產線帶進來的模具。我國已經成為世界上進口模具最多的國家。

㊀即利用微機對模具進行輔助設計（CAD)、輔助制造（CAM),或利用微機集成制造（CIM),以及對模具設計的各個環節進行定量計算與數值模擬分析(CAE)等各種軟件。.

根據中國模具協會對國內“十五”期間，模具市場發展情況的預測，我國模具生產將以10%-15%的年增長速度迅速增長，現分類說明如下：

(1) 汽車摩托車行業用模具

汽車摩托車行業是最大的模具市場之一，工業發達國家占模具市場的50%左右。汽車工業也是我國國民經濟支柱產業之一，“十五”期間將重點發展經濟型轎車、重型汽車、汽車零部件和汽車模具。

據估計，2005年我國汽車產量將達300萬輛，農用汽車產量也將超過300萬輛。汽車車型將達170余種，另有更新車型和改裝車型430種。'汽車的換型周期一般為：轎車3-4年，輕型車4-5年，其他車型為6-8年。換型時80%左右的模具需要更換，一個型號的轎車需要模具4000多副，如果進口價值4500萬美元，其中主要是冷作模具、塑料模具和熱作模具，大型覆蓋件模具要300套左右，價值上億元。

我國摩托車的產量已超過1000萬輛，一個型號的摩托車需模具約1000副，價值1000多萬元，其中大部分是中小型冷沖壓模具、壓鑄模具和塑料模具。

(2) 家用電器行業模具

家用電器是我國近十幾年來發展極為迅速的行業，目前我國主要家用電器如電冰箱、洗衣機、空調器、微波爐等產品的產量已躍居世界前列，出口產品價值超過50億美元/年。

家電生產需要大量的大型、復雜、精密、長壽命模具。如某合資的大型家電公司每年需模具1400套，費用1.4億元，其中主要是塑料模具和冷沖模具，約40%靠進口解決。

單臺空調器僅塑料模就要20多副，價值1500萬元。

單臺洗衣機需模具約200副，價值2000-3000萬元，其中冷沖模與塑料模乏比為1:2-1:3。

(3) 電子及通信設備用模具

單臺彩色電視機需模具約140副，價值700萬元，其中塑料模10副，價值約120萬元�！笆�五”期間，我國彩色電視機年產量將達4000萬臺，以10萬臺需1整套模具，每套模具以700萬元計，每年此項模具市場產值為28億元。

臺式電腦每個型號需模具30多副，價值約400萬元。配套的打印機，單臺需模具20多副,價值300多萬元�！笆�五”期間，我國臺式電腦年均需求量在1000萬臺以上，還有筆記本電腦，網絡機頂盒將擁有幾千萬臺的市場。

VCD、DVD、錄像機、攝像機、數碼相機、手機及大量的通信設備等都需要大量的模具，其中主要是冷沖壓模具和塑料模具。在有些發達國家，電子、通信設備模具約占模具市場的20%左右。

(4) 建材行業用模具

建筑業是我國的支柱產業之一，隨著房地產市場的開發并不斷升溫，建材

的需求量日益擴大。由于建筑業快速發展，各種建材異形材模具、墻面磚和地面磚模具將成為模具市場上新的增長點。到2005年，塑料門窗的普及率將超過30%,塑料排水管的市場占有率將超過50%。因此，塑料型材模具，如PVC塑料管材、管接頭模具的增幅也將高于行業總體的增長。

(5) 塑料制品用模具

我國塑料工業發展迅速，1997塑料年產量為700萬t/年，預計2005年我國塑料工業產量將達1700萬t/年，其中工程塑_將為我國重點支持優先發展的產業，目前滿足率只有36.2%，預計年增長率將達25%左右，亦將需要大量優質塑料模具。

(6) 其他模具市場

儀器儀表行業年產值達300億元，滿足率僅60%,隨著儀器儀表國產化率的提高，所需的模具將大幅度增加，其中主要是中小型高精度冷作模具和塑料模具。

電動機年生產量為4X107-5X107kW，需要大量高壽命冷作模具。

橡膠制品的產量以8.6%/年的速度增長,其中2005年汽車輪胎預計產量為1.1億條，其中子午線輪胎約4000萬條，需要大量的橡膠模具。

鋁合金和鎂合金越來越廣泛應用，其鑄造模具（大多為壓鑄模）需要量的增長速度將高于模具行業的整體發展速度。

此外，陶瓷、玻璃、皮革制品、耐火材料等也要大量的專用模具。

本文出自*港峰公司（葛利茲、名佳利）*，轉載請注明出處！ 2016-5-01