近二十年來中國的模具制造技術有了質的飛躍,模具行業從小到大,迅速崛起,隨著中國汽車工業的發展,自主品牌向中高端進軍,新能源汽車興起,中國一下邁入了世界模具強國。

世界上模具強國分別為:中國、德國、美國、意大利、澳大利亞、新加坡、日本這七個國家,今天我們分析一下各個國家的模具優勢:

01 德國模具技術精湛

德國一向以精湛的加工技藝和出產精密機械、工具而著稱,其模具業也充分體現了這一特點。對于模具這個內涵復雜的工業領域,經過多年的實踐探索,德國模具制造廠商形成了一個共識:即全行業必須協調一致,群策群力,挖掘開發潛力,共同發揚創新精神,共同技術進步,取長補短,發揮好整體優勢,才能取得行業的成功。此外,為適應當今新產品快速發展的需求,在德國不僅大公司建立了新的開發中心,而且許多中小企業也都這樣做,主動為客戶做研發工作。在研究方面德國始終十分活躍,成為其在國際市場上保持不敗的重要基礎。在激烈競爭中,德國模具行業多年保持住了在國際市場中的強勢地位,出口率一直穩定在33%左右。據德國工、模具行業組織——德國機械制造商聯合會(VDMA)工模具協會統計,德國有模具企業約5000家,2003年德國模具產值達48億歐元。其中(VDMA)會員模具企業有90家,這90家骨干模具企業的產值就占德國模具產值的90%。

02 意大利模具優質高效

意大利模具企業的生產技術水平,在國際上是一流的。據國際模具及五金塑膠產業供應商協會常務秘書長羅百輝介紹,將高新技術應用于模具設計與制造,已成為意大利快速制造優質模具的有力保證。在意大利模具企業,CAD/CAE/CAM、高速切削加工技術、快速成型技術與快速制模技術已成為普遍應用的技術。

1、CAD/CAE/CAM的廣泛應用顯示了用信息技術帶動和提升模具工業的優越性。在CAD的應用方面,已經超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段,目前3D設計已達到了70%~89%。PRO/E、UG、CIMATRON等軟件的應用很普遍。應用這些軟件不僅可完成2D設計,同時可獲得3D 模型,為NC編程和CAD/CAM的集成提供了保證。應用3D設計,還可以在設計時進行裝配干涉的檢查,保證設計和工藝的合理性。數控機床的普遍應用,保證了模具零件的加工精度和質量。30~50人的模具企業,一般擁有數控機床十多臺。經過數控機床加工的零件可直接進行裝配,使裝配鉗工的人數大大減少。CAE技術在意大利已經逐漸成熟。在注射模設計中應用CAE分析軟件,模擬塑料的沖模過程,分析冷卻過程,預測成型過程中可能發生的缺陷。在沖模設計中應用CAE軟件,模擬金屬變形過程,分析應力應變的分布,預測破裂、起皺和回彈等缺陷。CAE技術在模具設計中的作用越來越大,意大利COMAU公司應用 CAE技術后,試模時間減少了50%以上。

2、為了縮短制模周期、提高市場競爭力,普遍采用高速切削加工技術。高速切削是以高切削速度、高進給速度和高加工質量為主要特征的加工技術,其加工效率比傳統的切削工藝要高幾倍,甚至十幾倍。目前,意大利模具企業在生產中廣泛應用數控高速銑,三軸聯動的比較多,也有一些是五軸聯動的,轉數一般在 1.5萬~3萬r/min。采用高速銑削技術,可大大縮短制模時間。經高速銑削精加工后的模具型面,僅需略加拋光便可使用,節省了大量修磨、拋光的時間。意大利模具企業十分重視技術進步和設備更新。設備折舊期限一般為4~5年。增加數控高速銑床,是模具企業設備投資的重點之一。

3、快速成型技術與快速制模技術獲得普遍應用。由于市場競爭日益激烈,產品更新換代不斷加快,快速成型和快速制模技術應運而生,并迅速獲得普遍應用。在意大利等歐美模具展上,快速成型技術和快速制模技術占據了十分突出的位置,有SLA、SLS、FDM和LOM等各種類型的快速成型設備,也有專門提供原型制造服務的機構和公司。

意大利模具企業中,有不少是將快速成型技術和快速制模技術結合起來應用于模具制造,即利用快速原型技術制造產品零件的原型。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,非常適合于產品的試制。

意大利塑料橡膠加工機械和模具制造行業是意大利機械制造聯盟10個專用機械制造行業之一,并且意大利塑料橡膠加工機械和模具制造行業擁有500 余項歐洲專利,專業化程度高,技術領先,產品多樣,同時為客戶提供各種增值服務。據羅百輝介紹,意大利的模具企業,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械和模具制造行業的產值占到機械制造聯盟10個行業總產值的16.5%。同時,意大利塑料橡膠加工機械及模具產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%。

意大利模具企業擁有先進技術和先進管理,使其生產的大型、精密、復雜模具,對促進汽車、電子、通訊、家電等產業的發展起了極其重要的作用,也給模具企業帶來了良好的經濟效益。

03 美國模具面臨變革

美國現有約7000家模具企業,90%以上為少于50人的小型企業。由于工業化的高度發展,美國模具業早已成為成熟的高技術產業,處于世界前列。美國模具鋼已實現標準化生產供應,模具設計制造普遍應用CAD/CAE/CAM技術,加工工藝、檢驗檢測配套了先進設備,大型、復雜、精密、長壽命、高性能模具的發展達到領先水平。但自上世紀90年代以來美國經濟面臨后工業化時代的大調整、大變革,也面對強大的國際競爭——來自成本壓力、時間壓力和競爭壓力。

04 日本掌握核心技術

日本模具工業一直保持著世界第一模具大國和模具強國的地位,1998年高峰時其國內模具總產出達到18954億日元。但是,自此以后的10年間,雖然每年產值或升或降,但總體情況是停滯不前,至今也未恢復或超過1998年時的水平,模具生產企業數量也呈逐年減少趨勢。據國際模具及五金塑膠產業供應商協會秘書長羅百輝介紹,日本除了在很多領域把控著核心技術,也掌握著產業鏈中利潤最豐厚的環節,給大部分全球其他市場的合資廠只留有組裝環節的利潤,這種“產業立國”的經濟模式也是值得中國企業學習的地方。當前需要警惕的是國際對沖基金及資本家通過制造輿論,夸大損失,趁機抽走資金,那將對全球經濟的發展都產生嚴重沖擊,如果日本資本被抽走,全球產業關聯體都將受到非常大的沖擊。

由于受到全球性金融危機及特大地震影響,日本模具的使用大戶汽車工業和半導體工業將處滑坡。目前,許多企業的訂單量只有其最好年份時的 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,企業數目在逐月減少。面對這種形勢,日本模具界人士非常擔心人才流失,特別是擔心一些年齡較大而經驗豐富的人才流向國外。人才外流將給日本業界的未來發展帶來不利,如何積極應對目前的困難,已成為日本模具界的一大課題。日本模具界乃至政府有關部門,對其模具工業今后的發展方向都已經有了不少考慮。

從民間來看,日本已經提出的發展方向主要6個方面

①盡可能多地采用高新技術,提升數字化、信息化水平;

②開拓模具使用新領域,如各種新能源、新材料和醫療、航天等領域;

③延伸模具產業鏈;

④開展多元化經營;

⑤更新知識;

⑥搞好開發和產學研結合。

在政府層面,日本經濟產業省已組織了“素形材技術戰略研討委員會”,并印發了屬于指南性質的《素形材技術戰略》。實施這個技術戰略的目標很明確,就是“通過掌握素形材重要技術,來把握世界制造業的生命線”。

05 中國汽車模具后起之秀

近年來,我國模具行業結構,無論是企業組織結構、產品結構、技術結構和進出口結構,都在向著合理化的方向發展。為更新和提高裝備水平,模具加工企業每年都需進口幾十億元的設備。在創新開發方面的投入仍顯不足,模具行業內綜合研發能力的提升已嚴重滯后于生產能力的提高,主要問題體現在創新能力薄弱;整體效率低;專業化、標準化、商品化的程度低、協作差;模具材料及模具相關技術落后;企業組織結構、產品結構、技術結構和進出口結構都不夠合理;與國際先進水平相比,模具企業的管理落后更甚于技術落后。據國際模具及五金塑膠產業供應商協會秘書長羅百輝分析,未來十年,中國模具工業的發展趨勢是:模具產品向著大型、精密、復雜、經濟、快速的方向發展;模具的技術含量不斷提高,模具制造周期不斷縮短;模具生產朝著信息化、無圖化、精細化、自動化的方向發展;模具企業向著技術集成化、設備精良化、產品品牌化、管理信息化、經營國際化的方向發展。

目前模具產值全國過億元的模具加工企業主要集中在汽車覆蓋件模具領域。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天陽模具有限公司、模具標準件方面的香港龍記集團和盤起工業有限公司等。在上億元的模具企業中,外資占了相當比重。

模具是“機器之母”。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志性的工藝裝備產品。由于車身大型外覆蓋件模具的制造工藝技術復雜,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控設備,因此,長期以來,其制造技術被跨國專業公司所掌控,國內大多數轎車企業的車身大型外覆蓋件模具基本依賴進口。據國際模具及五金塑膠產業供應商協會秘書長羅百輝介紹,在上海浦東金橋,一個具有國內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應用有限公司獲悉,該公司臥薪嘗膽,勵精圖治,僅用6年時間,就實現了從“以沖養模”到“沖模并舉”的目標,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、熱成型超高強度鋼板模、級進模沖壓件模具為輔的產品定位,初步形成了包括車身側圍和冀子板模具在內的轎車車身大型覆蓋件的開發能力。2010年完成自主開發制造模具293個標套,產值1億元。

06 新加坡專注發展IT模具

新加坡是一個只有300萬人口的小國,在上世紀80到90年代,政府重視和支持精密模具的發展,出臺了很多政策,使模具工業得到快速增長,促進了新加坡經濟的快速發展。新加坡擁有各種類型模具以及精密加工相關企業超過1000多家,模具年產值超過45億人民幣,在亞洲模具業中有著相當重要的影響力和作用。模具企業中上市的有10多家。新加坡65%以上企業生產的模具都是為IT電子相關產業配套的,生產的模具不是大型的,但都是高精密、高水平的模具。新加坡模具企業主要集中在半導體框架/封裝模具、五金沖壓模具、塑膠模具、硅橡膠模具等領域。

07 澳大利亞汽車沖壓模具有空間

澳大利亞近年來經濟發展較快,而且今后幾年還有繼續增長的勢頭。但是作為基礎工業的模具制造業,尤其是沖壓模具的制造能力趕不上經濟發展的需要,為此急需從國外進口沖壓模具制造技術和能力,而中國模具業在這方面恰好有較大的優勢,市場前景看好。

澳大利亞汽車模具設計制造所用的軟件多為ug、pro-e、catia和euclid,與中國模具企業用的軟件基本相同,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。

澳大利亞模具協會、阿德萊德模辦、墨爾本模協都對中國模具市場和制造企業寄予很大希望。這將為中國向澳大利亞出口模具創造有利條件。