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全球模具七大强国技术优势对比分析

2011年05月19日 11:30中国机床商务网点击:1132

  意大利模具优质高效
  
  意大利模具企业的生产技术水平,在国际上是一流的。据国际模具及五金塑胶产业供应商协会常务秘书长罗百辉介绍,将高新技术应用于模具设计与制造,已成为意大利快速制造优质模具的有力保证。在意大利模具企业,CAD/CAE/CAM、高速切削加工技术、快速成型技术与快速制模技术已成为普遍应用的技术。
  
  1、CAD/CAE/CAM的广泛应用,显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性。在CAD的应用方面,已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段,目前3D设计已达到了70%~89%。PRO/E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。应用这些软件不仅可完成2D设计,同时可获得3D模型,为NC编程和CAD/CAM的集成提供了保证。应用3D设计,还可以在设计时进行装配干涉的检查,保证设计和工艺的合理性。数控机床的普遍应用,保证了模具零件的加工精度和质量。30~50人的模具企业,一般拥有数控机床十多台。经过数控机床加工的零件可直接进行装配,使装配钳工的人数大大减少。CAE技术在意大利已经逐渐成熟。在注射模设计中应用CAE分析软件,模拟塑料的冲模过程,分析冷却过程,预测成型过程中可能发生的缺陷。在冲模设计中应用CAE软件,模拟金属变形过程,分析应力应变的分布,预测破裂、起皱和回弹等缺陷。CAE技术在模具设计中的作用越来越大,意大利COMAU公司应用CAE技术后,试模时间减少了50%以上。
  
  2、为了缩短制模周期、提高市场竞争力,普遍采用高速切削加工技术。高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术,其加工效率比传统的切削工艺要高几倍,甚至十几倍。目前,意大利模具企业在生产中广泛应用数控高速铣,三轴联动的比较多,也有一些是五轴联动的,转数一般在1.5万~3万r/min。采用高速铣削技术,可大大缩短制模时间。经高速铣削精加工后的模具型面,仅需略加抛光便可使用,节省了大量修磨、抛光的时间。意大利模具企业十分重视技术进步和设备更新。设备折旧期限一般为4~5年。增加数控高速铣床,是模具企业设备投资的重点之一。
  
  3、快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用。由于市场竞争日益激烈,产品更新换代不断加快,快速成型和快速制模技术应运而生,并迅速获得普遍应用。在意大利等欧美模具展上,快速成型技术和快速制模技术占据了十分突出的位置,有SLA、SLS、FDM和LOM等各种类型的快速成型设备,也有专门提供原型制造服务的机构和公司。
  
  意大利模具企业中,有不少是将快速成型技术和快速制模技术结合起来应用于模具制造,即利用快速原型技术制造产品零件的原型。再基于原型快速地制造出模具。许多塑料模厂家利用快速原型浇制硅橡胶模具,用于少量翻制塑料件,非常适合于产品的试制。
  
  意大利塑料橡胶加工机械和模具制造行业是意大利机械制造联盟10个专用机械制造行业之一,并且意大利塑料橡胶加工机械和模具制造行业拥有500余项欧洲专利,专业化程度高,技术领先,产品多样,同时为客户提供各种增值服务。据罗百辉介绍,意大利的模具企业,人均年销售额在10万美元以上。目前,意大利塑料橡胶加工机械和模具制造行业的产值占到机械制造联盟10个行业总产值的16.5%。同时,意大利塑料橡胶加工机械及模具产品的出口目的地仍以欧盟为主,出口金额占总出口份额的47%。
  
  意大利模具企业拥有先进技术和先进管理,使其生产的大型、精密、复杂模具,对促进汽车、电子、通讯、家电等产业的发展起了极其重要的作用,也给模具企业带来了良好的经济效益。
  
  德国模具技术精湛
  
  德国一向以精湛的加工技艺和出产精密机械、工具而著称,其模具业也充分体现了这一特点。对于模具这个内涵复杂的工业领域,经过多年的实践探索,德国模具制造厂商形成了一个共识:即全行业必须协调一致,群策群力,挖掘开发潜力,共同发扬创新精神,共同技术进步,取长补短,发挥好整体优势,才能取得行业的成功。此外,为适应当今新产品快速发展的需求,在德国不仅大公司建立了新的开发中心,而且许多中小企业也都这样做,主动为客户做研发工作。在研究方面德国始终十分活跃,成为其在国际市场上保持不败的重要基础。在激烈竞争中,德国模具行业多年保持住了在国际市场中的强势地位,出口率一直稳定在33%左右。据德国工、模具行业组织——德国机械制造商联合会(VDMA)工模具协会统计,德国有模具企业约5000家,2003年德国模具产值达48亿欧元。其中(VDMA)会员模具企业有90家,这90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90%。
  
  美国模具面临变革
  
  美国现有约7000家模具企业,90%以上为少于50人的小型企业。由于工业化的高度发展,美国模具业早已成为成熟的高技术产业,处于世界前列。美国模具钢已实现标准化生产供应,模具设计制造普遍应用CAD/CAE/CAM技术,加工工艺、检验检测配套了先进设备,大型、复杂、精密、长寿命、高性能模具的发展达到领先水平。但自上世纪90年代以来美国经济面临后工业化时代的大调整、大变革,也面对强大的国际竞争——来自成本压力、时间压力和竞争压力。
  
  日本掌握核心技术
  
  日本模具工业一直保持着世界第一模具大国和模具强国的地位,1998年高峰时其国内模具总产出达到18954亿日元。但是,自此以后的10年间,虽然每年产值或升或降,但总体情况是停滞不前,至今也未恢复或超过1998年时的水平,模具生产企业数量也呈逐年减少趋势。据国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉介绍,日本除了在很多领域把控着核心技术,也掌握着产业链中利润最丰厚的环节,给大部分全球其他市场的合资厂只留有组装环节的利润,这种“产业立国”的经济模式也是值得中国企业学习的地方。当前需要警惕的是国际对冲基金及资本家通过制造舆论,夸大损失,趁机抽走资金,那将对全球经济的发展都产生严重冲击,如果日本资本被抽走,全球产业关联体都将受到非常大的冲击。
  
  由于受到全球性金融危机及特大地震影响,日本模具的使用大户汽车工业和半导体工业将处滑坡。目前,许多企业的订单量只有其最好年份时的20~40%,不少工厂开工不足,每周只开工3~4天,有些已开始倒闭,企业数目在逐月减少。面对这种形势,日本模具界人士非常担心人才流失,特别是担心一些年龄较大而经验丰富的人才流向国外。人才外流将给日本业界的未来发展带来不利,如何积极应对目前的困难,已成为日本模具界的一大课题。日本模具界乃至政府有关部门,对其模具工业今后的发展方向都已经有了不少考虑。
  
  从民间来看,日本已经提出的发展方向主要6个方面,①尽可能多地采用高新技术,提升数字化、信息化水平;②开拓模具使用新领域,如各种新能源、新材料和医疗、航天等领域;③延伸模具产业链;④开展多元化经营;⑤更新知识;⑥搞好开发和产学研结合。
  
  在政府层面,日本经济产业省已组织了“素形材技术战略研讨委员会”,并印发了属于指南性质的《素形材技术战略》。实施这个技术战略的目标很明确,就是“通过掌握素形材重要技术,来把握世界制造业的生命线”。
  
  中国汽车模具后起之秀
  
  近年来,我国模具行业结构,无论是企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构,都在向着合理化的方向发展。为更新和提高装备水平,模具加工企业每年都需进口几十亿元的设备。在创新开发方面的投入仍显不足,模具行业内综合研发能力的提升已严重滞后于生产能力的提高,主要问题体现在创新能力薄弱;整体效率低;专业化、标准化、商品化的程度低、协作差;模具材料及模具相关技术落后;企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不够合理;与国际先进水平相比,模具企业的管理落后更甚于技术落后。据国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉分析,未来十年,中国模具工业的发展趋势是:模具产品向着大型、精密、复杂、经济、快速的方向发展;模具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。
  
  目前模具产值全国过亿元的模具加工企业主要集中在汽车覆盖件模具领域。例如:汽车覆盖件模具方面的一汽模具制造有限公司、精密冲压模具方面的无锡国盛精密模具有限公司、大型塑料模具方面的海尔模具公司、塑料异型材模具方面的铜陵三佳科技有限公司、橡胶轮胎模具方面的广东巨轮模具股份有限公司和揭阳巿天阳模具有限公司、模具标准件方面的香港龙记集团和盘起工业有限公司等。在上亿元的模具企业中,外资占了相当比重。
  
  模具是“机器之母”。汽车模具,是制造汽车的“先行官”。汽车模具按功能分类,可分为冲压模具、注塑模具等五大类。作为冷冲模的轿车车身大型覆盖件模具,是汽车模具中最具标志性的工艺装备产品。由于车身大型外覆盖件模具的制造工艺技术复杂,尺寸和表面精度要求高,且要求五轴高速加工中心等高精尖的数控设备,因此,长期以来,其制造技术被跨国专业公司所掌控,国内大多数轿车企业的车身大型外覆盖件模具基本依赖进口。据国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉介绍,在上海浦东金桥,一个具有国内一流水平的轿车外覆盖件模具基地正悄然崛起。日前,从上海赛科利汽车模具技术应用有限公司获悉,该公司卧薪尝胆,励精图治,仅用6年时间,就实现了从“以冲养模”到“冲模并举”的目标,目前,已确立了以车身大型外覆盖件模具为主,多工位冲压件模具、热成型超高强度钢板模、级进模冲压件模具为辅的产品定位,初步形成了包括车身侧围和冀子板模具在内的轿车车身大型覆盖件的开发能力。2010年完成自主开发制造模具293个标套,产值1亿元。
  
  上海赛科利成立之初,就确立了立志成为国际一流的汽车模具供应商的发展愿景。面临资金、技术和人才的三大难题,公司规划了“三步走”的战略发展规划。经过3年“历练”,基本完成了资金和模具外围技术的积累,从而实现了“以冲养模”的第一阶段性目标。
  
  据该公司技术中心副主任郭水军介绍,2008年,该公司以“初生牛犊不怕虎”的精神,首次承接了上海通用经济型轿车四门内外板模具的自主开发重任。为此,公司组成了由博士领军、工程技术人员为主体的开发团队,艰苦攻关,一炮打响,并在门内板模具开发上大胆采用了开口拉延技术,提高了8%的材料利用率。“起步就实现四门模具开发成功,这在国内外模具业没有先例。”目前,该公司已先后自主开发了包括上汽自主品牌车型在内近6种车型的外覆盖件模具。
  
  在汽车覆盖件模具中,开发难度最高的就是车身大型侧围外板、翼子板模具,尤其是工艺、结构复杂的车身侧围外板模具综合了四门三盖的所有技术。郭水军说,“该产品的特点是零件大、高度差大、刚性差。四周有复杂的搭接与配合,上与顶盖、玻璃搭接,前与前围挡板搭接,后与后盖、尾灯、后保险杠配合搭接,中间与前门、后门配合,面多、曲率小、变化大,形状最为复杂。”为了保证自主品牌车型侧围外板模具一次性开发成功,开发团队进行前期技术研讨,针对开发过程中出现的各种工艺技术难题,采取相应措施,攻克了无数难题,终于一举成功。
  
  为了进一步提高车身覆盖件模具自主开发能力和制造能力,该公司通过项目开发,总结开发经验和积累数据,目前已建立了冲压工艺、CAE、结构设计、模具制造等数据库以及3D标准库。为深化项目管理,加强系统工程的数字化运控,引进了E-MAN模具制造管理系统,搭建了信息化平台。多年来,该公司不断加强人才高地建设,先后引进培养了一批高级专业科技人才和技能型人才,目前整个开发团队达200余人。上海赛科利,已然成为中国汽车模具业的后起之秀。
  
  新加坡专注发展IT模具
  
  新加坡是一个只有300万人口的小国,在上世纪80到90年代,政府重视和支持精密模具的发展,出台了很多政策,使模具工业得到快速增长,促进了新加坡经济的快速发展。新加坡拥有各种类型模具以及精密加工相关企业超过1000多家,模具年产值超过45亿人民币,在亚洲模具业中有着相当重要的影响力和作用。模具企业中上市的有10多家。新加坡65%以上企业生产的模具都是为IT电子相关产业配套的,生产的模具不是大型的,但都是高精密、高水平的模具。新加坡模具企业主要集中在半导体框架/封装模具、五金冲压模具、塑胶模具、硅橡胶模具等领域。
  
  澳大利亚汽车冲压模具有空间
  
  澳大利亚近年来经济发展较快,而且今后几年还有继续增长的势头。但是作为基础工业的模具制造业,尤其是冲压模具的制造能力赶不上经济发展的需要,为此急需从国外进口冲压模具制造技术和能力,而中国模具业在这方面恰好有较大的优势,市场前景看好。具体分析如下:中国冲压模具企业的技术装备水平高于澳大利亚。目前国内四大汽车冲模企业拥有数控铣床56台,其中大型的35台,高速铣5台(其中主轴转数20000转/分2台)。拥有计算机工作站143台,配备各种软件200套,还有成型分析软件和逆向工程软件8套。大型坐标测量机5台,调试压机30台(1600吨、1400吨、1300吨、800吨、600吨),研配压机16台,吊车多为30吨和15吨,这些远远超过澳大利亚装备水平。
  
  中国有完整的冲模设计制造技术人员和编程人员,有熟练的数控机床操作工人,钳工装配和模具调试人员。中国的劳动工资水平低于澳洲,目前已具备制造轿车冲压模具能力,企业生产能力多在年制造200套至400套大中型冲压模具,而且企业设备负荷不高,完全有能力为澳大利亚制造模具。
  
  澳大利亚汽车模具设计制造所用的软件多为ug、pro-e、catia和euclid,与中国模具企业用的软件基本相同,可以共享,cae分析软件和模拟成型分析软件都有相似之处。这为我们开展中外合作提供了良好的条件。
  
  澳大利亚模具协会、阿德莱德模办、墨尔本模协都对中国模具市场和制造企业寄予很大希望。这将为中国向澳大利亚出口模具创造有利条件。
(来源:慧典市场研究报告网)

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