2022年行業(yè)分析我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景趨勢(shì)研究

我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景趨勢(shì)研究模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一。模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備，是一種高附加值的高精密集型產(chǎn)品，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域，其技術(shù)水平的凹凸已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。

1我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀

20世紀(jì)80年月以來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速進(jìn)展對(duì)模具工業(yè)提出了越來(lái)越高的要求，同時(shí)為模具的進(jìn)展供應(yīng)了巨大的動(dòng)力。這些年來(lái)，中國(guó)模具進(jìn)展非?？焖?，模具工業(yè)始終以15%左右的增長(zhǎng)速度快速進(jìn)展。振興和進(jìn)展中國(guó)的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”已經(jīng)取得了共識(shí)。目前，中國(guó)有17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約50多萬(wàn)。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其他各類模具約占11%。近年來(lái)，中國(guó)模具工業(yè)企業(yè)的全部制成分也發(fā)生了變化。除了國(guó)有專業(yè)廠家外，還有集體企業(yè)、合資企業(yè)、獨(dú)資企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)，他們都得到了快速的進(jìn)展。很多模具企業(yè)非常重視技術(shù)進(jìn)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)進(jìn)展的重要?jiǎng)恿?。此外，很多討論機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的討論與開發(fā)。

中國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大進(jìn)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48in（約122cm）大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料[1]等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。

進(jìn)入21世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢(shì)下，隨著資本、技術(shù)和勞動(dòng)力市場(chǎng)的重新整合，中國(guó)裝備制造業(yè)在加入WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無(wú)論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來(lái)越多地采納由模具工業(yè)供應(yīng)的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對(duì)模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)正廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)來(lái)加速模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，這是各行各業(yè)對(duì)模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。

2我國(guó)模具技術(shù)的進(jìn)展趨勢(shì)

隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷進(jìn)展，模具技術(shù)的進(jìn)展呈現(xiàn)以下趨勢(shì)。

2.1模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向進(jìn)展

模具CAD/CAE/CAM技術(shù)是模具設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的進(jìn)展方向，模具和工件的檢測(cè)數(shù)字、模具軟件功能集成化、模具設(shè)計(jì)、分析及制造的三維化、模具產(chǎn)業(yè)的逆向工程以及模具軟件應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化是主趨勢(shì)。

新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺來(lái)設(shè)計(jì)模具，所采納的三維數(shù)字化模型能便利地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的分析、模具可制造性評(píng)價(jià)和數(shù)控加工、成形過(guò)程模擬（CAE）及信息的管理與共享。值得強(qiáng)調(diào)的是，模具數(shù)字化不是孤立的計(jì)算機(jī)幫助功能或數(shù)控技術(shù)的集合，其關(guān)鍵是它們與人工智能的有機(jī)集成，不僅可以整理學(xué)問(wèn)、保存學(xué)問(wèn)，還可以挖掘?qū)W問(wèn)、繁衍學(xué)問(wèn)。新一代的模具數(shù)字化將是一個(gè)集工程師的才智和閱歷、計(jì)算機(jī)的硬件和軟件、數(shù)值模擬和數(shù)控技術(shù)、工藝及工程管理為一體的模具優(yōu)化的開發(fā)、設(shè)計(jì)和認(rèn)證的系統(tǒng)工程。

2.2模具制造向精密、高效、復(fù)合和多功能方向進(jìn)展

精密數(shù)控電火花加工機(jī)床（電火花成形機(jī)床、快走絲線切割和慢走絲線切割機(jī)床）不斷在加工效率、精度和復(fù)合加工上取得突破，國(guó)外已經(jīng)將電火花銑削用于模具加工。加工精度誤差小于1μm的超精加工技術(shù)和集電、化學(xué)、超聲波、激光等技術(shù)綜合在一起的復(fù)合加工將得到進(jìn)展。

國(guó)外近年來(lái)進(jìn)展的高速銑削技術(shù)和機(jī)床（HSM）開頭在國(guó)內(nèi)應(yīng)用，將大幅提高加工效率。

模具拋光的自動(dòng)化、智能化也是進(jìn)展趨勢(shì)之一，日本已研制了數(shù)控研磨機(jī)，可實(shí)現(xiàn)三維曲面模具的自動(dòng)化研磨拋光。此外，特種研磨方法如擠壓研磨、電化學(xué)拋光、超聲拋光也應(yīng)是進(jìn)展趨勢(shì)。

其他方面，如采納氮?dú)鈴椈蓧哼?、卸料、快速換模技術(shù)、沖壓?jiǎn)卧M合技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)及實(shí)型鑄造沖模刃口鑲塊技術(shù)等。

2.3快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)得到應(yīng)用

快速制模主要從以下四方面加快制模速度：一是提高加工速度（如高速銑削）；二是基于快速原型的快速制模技術(shù)；三是選擇易切削模具材料（如鋁合金）來(lái)加快制模速度；四是采納復(fù)合加工、多軸加工提高加工效率。

快速原型制造技術(shù)（RPM）被公認(rèn)為是繼數(shù)控（NC）技術(shù)之后的一次技術(shù)革命，基于快速原型的快速制模技術(shù)是現(xiàn)在和將來(lái)的一個(gè)熱點(diǎn)。此外表面成形制模技術(shù)、澆鑄成型制模技術(shù)、冷擠壓及超塑性成形制模技術(shù)、無(wú)模多點(diǎn)成形技術(shù)和KEVRON鋼帶沖裁落料制模術(shù)也在蓬勃進(jìn)展。

2.4特種加工技術(shù)有了進(jìn)一步的進(jìn)展

電火花加工向著精密化、微細(xì)化方向進(jìn)展。在簡(jiǎn)化電極預(yù)備、簡(jiǎn)化編程和操作、提高加工速度以及不斷降低設(shè)備制造成本上也做了大量討論和實(shí)踐。

在其他機(jī)械特種加工（如磨料流淌加工、噴水加工、低應(yīng)力磨削、超聲波加工等）和特種加工（如電子束加工、電火花磨削、激光加工、等離子束加工等）已經(jīng)進(jìn)入有用階段，在各自的特別加工領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

2.5模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制和進(jìn)展

隨著各種新技術(shù)的快速進(jìn)展，國(guó)外已消失了模具自動(dòng)加工系統(tǒng)。這也應(yīng)是中國(guó)的長(zhǎng)遠(yuǎn)進(jìn)展目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有如下特征：多臺(tái)機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫(kù)；有完整的數(shù)控系統(tǒng)同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測(cè)掌握系統(tǒng)。

2.6模具材料及表面處理技術(shù)進(jìn)展快速

在模具材料方面，一大批專用于不同成形工藝的模具材料相繼問(wèn)世并投入使用。在模具表面處理方面，其主要趨勢(shì)是：由滲入單一元素向多元素共滲、復(fù)合滲（如TD法）進(jìn)展；由一般集中向CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向進(jìn)展；同時(shí)熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理進(jìn)展。另外，目前激光強(qiáng)化、輝光離子氮化技術(shù)及電鍍（刷鍍）防腐強(qiáng)化等技術(shù)也日益受到重視。

2.7模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認(rèn)同

由于車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化進(jìn)展，很多輕型材料和輕型結(jié)構(gòu)用于汽車業(yè)，如以鋁代鋼，非全密度成形，高分子材料、復(fù)合材料、工程陶瓷、超硬材料。新型材料的采納使得生產(chǎn)成形和加工工藝發(fā)生了根本變革，相應(yīng)地消失了液態(tài)（半固態(tài)）擠壓模具及粉末鍛模、沖壓模具功能復(fù)合化、超塑性成形、塑性精密成形技術(shù)、塑料模氣體幫助注射技術(shù)及熱流道技術(shù)、高壓注射成型技術(shù)等[3]。

另一方面，隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷進(jìn)展和模具行業(yè)整體水平的提高，在模具行業(yè)消失了一些新的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理理念與模式。主要有：適應(yīng)模具單件生產(chǎn)特點(diǎn)的柔性制造技術(shù)；制造最佳管理和效益的精益生產(chǎn)；提高快速應(yīng)變力量的并行工程、虛擬制造及全球靈敏制造、網(wǎng)絡(luò)制造等新的生產(chǎn)模式；模具標(biāo)準(zhǔn)件的日漸廣泛應(yīng)用（模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)