近二十年來中國(guó)的模具制造技術(shù)有了質(zhì)的飛躍,模具行業(yè)從小到大,迅速崛起,隨著中國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展,自主品牌向中高端進(jìn)軍,新能源汽車興起,中國(guó)一下邁入了世界模具強(qiáng)國(guó)。
世界上模具強(qiáng)國(guó)分別為:中國(guó)、德國(guó)、美國(guó)、意大利、澳大利亞、新加坡、日本這七個(gè)國(guó)家,今天我們分析一下各個(gè)國(guó)家的模具優(yōu)勢(shì):
01 德國(guó)模具技術(shù)精湛
德國(guó)一向以精湛的加工技藝和出產(chǎn)精密機(jī)械、工具而著稱,其模具業(yè)也充分體現(xiàn)了這一特點(diǎn)。對(duì)于模具這個(gè)內(nèi)涵復(fù)雜的工業(yè)領(lǐng)域,經(jīng)過多年的實(shí)踐探索,德國(guó)模具制造廠商形成了一個(gè)共識(shí):即全行業(yè)必須協(xié)調(diào)一致,群策群力,挖掘開發(fā)潛力,共同發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新精神,共同技術(shù)進(jìn)步,取長(zhǎng)補(bǔ)短,發(fā)揮好整體優(yōu)勢(shì),才能取得行業(yè)的成功。此外,為適應(yīng)當(dāng)今新產(chǎn)品快速發(fā)展的需求,在德國(guó)不僅大公司建立了新的開發(fā)中心,而且許多中小企業(yè)也都這樣做,主動(dòng)為客戶做研發(fā)工作。在研究方面德國(guó)始終十分活躍,成為其在國(guó)際市場(chǎng)上保持不敗的重要基礎(chǔ)。在激烈競(jìng)爭(zhēng)中,德國(guó)模具行業(yè)多年保持住了在國(guó)際市場(chǎng)中的強(qiáng)勢(shì)地位,出口率一直穩(wěn)定在33%左右。據(jù)德國(guó)工、模具行業(yè)組織——德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)(VDMA)工模具協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),德國(guó)有模具企業(yè)約5000家,2003年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中(VDMA)會(huì)員模具企業(yè)有90家,這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國(guó)模具產(chǎn)值的90%。
02 意大利模具優(yōu)質(zhì)高效
意大利模具企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平,在國(guó)際上是一流的。據(jù)國(guó)際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)常務(wù)秘書長(zhǎng)羅百輝介紹,將高新技術(shù)應(yīng)用于模具設(shè)計(jì)與制造,已成為意大利快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證。在意大利模具企業(yè),CAD/CAE/CAM、高速切削加工技術(shù)、快速成型技術(shù)與快速制模技術(shù)已成為普遍應(yīng)用的技術(shù)。
1、CAD/CAE/CAM的廣泛應(yīng)用顯示了用信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性。在CAD的應(yīng)用方面,已經(jīng)超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級(jí)階段,目前3D設(shè)計(jì)已達(dá)到了70%~89%。PRO/E、UG、CIMATRON等軟件的應(yīng)用很普遍。應(yīng)用這些軟件不僅可完成2D設(shè)計(jì),同時(shí)可獲得3D 模型,為NC編程和CAD/CAM的集成提供了保證。應(yīng)用3D設(shè)計(jì),還可以在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行裝配干涉的檢查,保證設(shè)計(jì)和工藝的合理性。數(shù)控機(jī)床的普遍應(yīng)用,保證了模具零件的加工精度和質(zhì)量。30~50人的模具企業(yè),一般擁有數(shù)控機(jī)床十多臺(tái)。經(jīng)過數(shù)控機(jī)床加工的零件可直接進(jìn)行裝配,使裝配鉗工的人數(shù)大大減少。CAE技術(shù)在意大利已經(jīng)逐漸成熟。在注射模設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAE分析軟件,模擬塑料的沖模過程,分析冷卻過程,預(yù)測(cè)成型過程中可能發(fā)生的缺陷。在沖模設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAE軟件,模擬金屬變形過程,分析應(yīng)力應(yīng)變的分布,預(yù)測(cè)破裂、起皺和回彈等缺陷。CAE技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的作用越來越大,意大利COMAU公司應(yīng)用 CAE技術(shù)后,試模時(shí)間減少了50%以上。
2、為了縮短制模周期、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,普遍采用高速切削加工技術(shù)。高速切削是以高切削速度、高進(jìn)給速度和高加工質(zhì)量為主要特征的加工技術(shù),其加工效率比傳統(tǒng)的切削工藝要高幾倍,甚至十幾倍。目前,意大利模具企業(yè)在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用數(shù)控高速銑,三軸聯(lián)動(dòng)的比較多,也有一些是五軸聯(lián)動(dòng)的,轉(zhuǎn)數(shù)一般在 1.5萬~3萬r/min。采用高速銑削技術(shù),可大大縮短制模時(shí)間。經(jīng)高速銑削精加工后的模具型面,僅需略加拋光便可使用,節(jié)省了大量修磨、拋光的時(shí)間。意大利模具企業(yè)十分重視技術(shù)進(jìn)步和設(shè)備更新。設(shè)備折舊期限一般為4~5年。增加數(shù)控高速銑床,是模具企業(yè)設(shè)備投資的重點(diǎn)之一。
3、快速成型技術(shù)與快速制模技術(shù)獲得普遍應(yīng)用。由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈,產(chǎn)品更新?lián)Q代不斷加快,快速成型和快速制模技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,并迅速獲得普遍應(yīng)用。在意大利等歐美模具展上,快速成型技術(shù)和快速制模技術(shù)占據(jù)了十分突出的位置,有SLA、SLS、FDM和LOM等各種類型的快速成型設(shè)備,也有專門提供原型制造服務(wù)的機(jī)構(gòu)和公司。
意大利模具企業(yè)中,有不少是將快速成型技術(shù)和快速制模技術(shù)結(jié)合起來應(yīng)用于模具制造,即利用快速原型技術(shù)制造產(chǎn)品零件的原型。再基于原型快速地制造出模具。許多塑料模廠家利用快速原型澆制硅橡膠模具,用于少量翻制塑料件,非常適合于產(chǎn)品的試制。
意大利塑料橡膠加工機(jī)械和模具制造行業(yè)是意大利機(jī)械制造聯(lián)盟10個(gè)專用機(jī)械制造行業(yè)之一,并且意大利塑料橡膠加工機(jī)械和模具制造行業(yè)擁有500 余項(xiàng)歐洲專利,專業(yè)化程度高,技術(shù)領(lǐng)先,產(chǎn)品多樣,同時(shí)為客戶提供各種增值服務(wù)。據(jù)羅百輝介紹,意大利的模具企業(yè),人均年銷售額在10萬美元以上。目前,意大利塑料橡膠加工機(jī)械和模具制造行業(yè)的產(chǎn)值占到機(jī)械制造聯(lián)盟10個(gè)行業(yè)總產(chǎn)值的16.5%。同時(shí),意大利塑料橡膠加工機(jī)械及模具產(chǎn)品的出口目的地仍以歐盟為主,出口金額占總出口份額的47%。
意大利模具企業(yè)擁有先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)管理,使其生產(chǎn)的大型、精密、復(fù)雜模具,對(duì)促進(jìn)汽車、電子、通訊、家電等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起了極其重要的作用,也給模具企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
03 美國(guó)模具面臨變革
美國(guó)現(xiàn)有約7000家模具企業(yè),90%以上為少于50人的小型企業(yè)。由于工業(yè)化的高度發(fā)展,美國(guó)模具業(yè)早已成為成熟的高技術(shù)產(chǎn)業(yè),處于世界前列。美國(guó)模具鋼已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)供應(yīng),模具設(shè)計(jì)制造普遍應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù),加工工藝、檢驗(yàn)檢測(cè)配套了先進(jìn)設(shè)備,大型、復(fù)雜、精密、長(zhǎng)壽命、高性能模具的發(fā)展達(dá)到領(lǐng)先水平。但自上世紀(jì)90年代以來美國(guó)經(jīng)濟(jì)面臨后工業(yè)化時(shí)代的大調(diào)整、大變革,也面對(duì)強(qiáng)大的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)——來自成本壓力、時(shí)間壓力和競(jìng)爭(zhēng)壓力。
04 日本掌握核心技術(shù)
日本模具工業(yè)一直保持著世界第一模具大國(guó)和模具強(qiáng)國(guó)的地位,1998年高峰時(shí)其國(guó)內(nèi)模具總產(chǎn)出達(dá)到18954億日元。但是,自此以后的10年間,雖然每年產(chǎn)值或升或降,但總體情況是停滯不前,至今也未恢復(fù)或超過1998年時(shí)的水平,模具生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量也呈逐年減少趨勢(shì)。據(jù)國(guó)際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)羅百輝介紹,日本除了在很多領(lǐng)域把控著核心技術(shù),也掌握著產(chǎn)業(yè)鏈中利潤(rùn)最豐厚的環(huán)節(jié),給大部分全球其他市場(chǎng)的合資廠只留有組裝環(huán)節(jié)的利潤(rùn),這種“產(chǎn)業(yè)立國(guó)”的經(jīng)濟(jì)模式也是值得中國(guó)企業(yè)學(xué)習(xí)的地方。當(dāng)前需要警惕的是國(guó)際對(duì)沖基金及資本家通過制造輿論,夸大損失,趁機(jī)抽走資金,那將對(duì)全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都產(chǎn)生嚴(yán)重沖擊,如果日本資本被抽走,全球產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)體都將受到非常大的沖擊。
由于受到全球性金融危機(jī)及特大地震影響,日本模具的使用大戶汽車工業(yè)和半導(dǎo)體工業(yè)將處滑坡。目前,許多企業(yè)的訂單量只有其最好年份時(shí)的 20~40%,不少工廠開工不足,每周只開工3~4天,有些已開始倒閉,企業(yè)數(shù)目在逐月減少。面對(duì)這種形勢(shì),日本模具界人士非常擔(dān)心人才流失,特別是擔(dān)心一些年齡較大而經(jīng)驗(yàn)豐富的人才流向國(guó)外。人才外流將給日本業(yè)界的未來發(fā)展帶來不利,如何積極應(yīng)對(duì)目前的困難,已成為日本模具界的一大課題。日本模具界乃至政府有關(guān)部門,對(duì)其模具工業(yè)今后的發(fā)展方向都已經(jīng)有了不少考慮。
從民間來看,日本已經(jīng)提出的發(fā)展方向主要6個(gè)方面
①盡可能多地采用高新技術(shù),提升數(shù)字化、信息化水平;
②開拓模具使用新領(lǐng)域,如各種新能源、新材料和醫(yī)療、航天等領(lǐng)域;
③延伸模具產(chǎn)業(yè)鏈;
④開展多元化經(jīng)營(yíng);
⑤更新知識(shí);
⑥搞好開發(fā)和產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。
在政府層面,日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省已組織了“素形材技術(shù)戰(zhàn)略研討委員會(huì)”,并印發(fā)了屬于指南性質(zhì)的《素形材技術(shù)戰(zhàn)略》。實(shí)施這個(gè)技術(shù)戰(zhàn)略的目標(biāo)很明確,就是“通過掌握素形材重要技術(shù),來把握世界制造業(yè)的生命線”。
05 中國(guó)汽車模具后起之秀
近年來,我國(guó)模具行業(yè)結(jié)構(gòu),無論是企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu),都在向著合理化的方向發(fā)展。為更新和提高裝備水平,模具加工企業(yè)每年都需進(jìn)口幾十億元的設(shè)備。在創(chuàng)新開發(fā)方面的投入仍顯不足,模具行業(yè)內(nèi)綜合研發(fā)能力的提升已嚴(yán)重滯后于生產(chǎn)能力的提高,主要問題體現(xiàn)在創(chuàng)新能力薄弱;整體效率低;專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差;模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后;企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)都不夠合理;與國(guó)際先進(jìn)水平相比,模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)落后。據(jù)國(guó)際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)羅百輝分析,未來十年,中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是:模具產(chǎn)品向著大型、精密、復(fù)雜、經(jīng)濟(jì)、快速的方向發(fā)展;模具的技術(shù)含量不斷提高,模具制造周期不斷縮短;模具生產(chǎn)朝著信息化、無圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化的方向發(fā)展;模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營(yíng)國(guó)際化的方向發(fā)展。
目前模具產(chǎn)值全國(guó)過億元的模具加工企業(yè)主要集中在汽車覆蓋件模具領(lǐng)域。例如:汽車覆蓋件模具方面的一汽模具制造有限公司、精密沖壓模具方面的無錫國(guó)盛精密模具有限公司、大型塑料模具方面的海爾模具公司、塑料異型材模具方面的銅陵三佳科技有限公司、橡膠輪胎模具方面的廣東巨輪模具股份有限公司和揭陽巿?zhí)礻柲＞哂邢薰尽⒛＞邩?biāo)準(zhǔn)件方面的香港龍記集團(tuán)和盤起工業(yè)有限公司等。在上億元的模具企業(yè)中,外資占了相當(dāng)比重。
模具是“機(jī)器之母”。汽車模具,是制造汽車的“先行官”。汽車模具按功能分類,可分為沖壓模具、注塑模具等五大類。作為冷沖模的轎車車身大型覆蓋件模具,是汽車模具中最具標(biāo)志性的工藝裝備產(chǎn)品。由于車身大型外覆蓋件模具的制造工藝技術(shù)復(fù)雜,尺寸和表面精度要求高,且要求五軸高速加工中心等高精尖的數(shù)控設(shè)備,因此,長(zhǎng)期以來,其制造技術(shù)被跨國(guó)專業(yè)公司所掌控,國(guó)內(nèi)大多數(shù)轎車企業(yè)的車身大型外覆蓋件模具基本依賴進(jìn)口。據(jù)國(guó)際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)羅百輝介紹,在上海浦東金橋,一個(gè)具有國(guó)內(nèi)一流水平的轎車外覆蓋件模具基地正悄然崛起。日前,從上海賽科利汽車模具技術(shù)應(yīng)用有限公司獲悉,該公司臥薪嘗膽,勵(lì)精圖治,僅用6年時(shí)間,就實(shí)現(xiàn)了從“以沖養(yǎng)?！钡健皼_模并舉”的目標(biāo),目前,已確立了以車身大型外覆蓋件模具為主,多工位沖壓件模具、熱成型超高強(qiáng)度鋼板模、級(jí)進(jìn)模沖壓件模具為輔的產(chǎn)品定位,初步形成了包括車身側(cè)圍和冀子板模具在內(nèi)的轎車車身大型覆蓋件的開發(fā)能力。2010年完成自主開發(fā)制造模具293個(gè)標(biāo)套,產(chǎn)值1億元。
06 新加坡專注發(fā)展IT模具
新加坡是一個(gè)只有300萬人口的小國(guó),在上世紀(jì)80到90年代,政府重視和支持精密模具的發(fā)展,出臺(tái)了很多政策,使模具工業(yè)得到快速增長(zhǎng),促進(jìn)了新加坡經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。新加坡?lián)碛懈鞣N類型模具以及精密加工相關(guān)企業(yè)超過1000多家,模具年產(chǎn)值超過45億人民幣,在亞洲模具業(yè)中有著相當(dāng)重要的影響力和作用。模具企業(yè)中上市的有10多家。新加坡65%以上企業(yè)生產(chǎn)的模具都是為IT電子相關(guān)產(chǎn)業(yè)配套的,生產(chǎn)的模具不是大型的,但都是高精密、高水平的模具。新加坡模具企業(yè)主要集中在半導(dǎo)體框架/封裝模具、五金沖壓模具、塑膠模具、硅橡膠模具等領(lǐng)域。
07 澳大利亞汽車沖壓模具有空間
澳大利亞近年來經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快,而且今后幾年還有繼續(xù)增長(zhǎng)的勢(shì)頭。但是作為基礎(chǔ)工業(yè)的模具制造業(yè),尤其是沖壓模具的制造能力趕不上經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,為此急需從國(guó)外進(jìn)口沖壓模具制造技術(shù)和能力,而中國(guó)模具業(yè)在這方面恰好有較大的優(yōu)勢(shì),市場(chǎng)前景看好。
澳大利亞汽車模具設(shè)計(jì)制造所用的軟件多為ug、pro-e、catia和euclid,與中國(guó)模具企業(yè)用的軟件基本相同,可以共享,cae分析軟件和模擬成型分析軟件都有相似之處。這為我們開展中外合作提供了良好的條件。
澳大利亞模具協(xié)會(huì)、阿德萊德模辦、墨爾本模協(xié)都對(duì)中國(guó)模具市場(chǎng)和制造企業(yè)寄予很大希望。這將為中國(guó)向澳大利亞出口模具創(chuàng)造有利條件。