2021年—2023年模具成形技術(shù)水平與能力評述報告

中國模具工業(yè)協(xié)會模具評定評述專家組

在全球疫情結(jié)束以及國內(nèi)外制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)、生態(tài)圈建設(shè)、經(jīng)濟形勢變幻莫測的背景下,代表著全球裝備及模具行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的重要方向,也是中國模具工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展與產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈構(gòu)建的新方向的模具技術(shù)展示的展品,在2023年6月11日至6月14日的第二十二屆中國國際模具技術(shù)和設(shè)備展覽會(DMC 2023)強強亮相。DMC 2023以“聚焦高端制造,支撐產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級”為主題,以模具為核心與紐帶的成形產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量協(xié)同發(fā)展,促進制造業(yè)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級為目標(biāo),圍繞“精密加工”和“模具制造”兩大板塊,是打造模具制造的上下游產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈、信息鏈的技術(shù)產(chǎn)品高效對接平臺,其推動我國模具行業(yè)快速適應(yīng)后疫情時代的新發(fā)展、制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)的新需求以及制造業(yè)發(fā)展新局面。為國內(nèi)、國外兩個市場的聯(lián)動,服務(wù)國家制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略,實現(xiàn)模具行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈與水平的整體提升,顯示了中國模具的技術(shù)水平實力與產(chǎn)品品質(zhì)的支撐力。

DMC 2023在上海新國際展覽中心展出面積7萬平方米,分為先進制造與自動化、智能化技術(shù)與設(shè)備和先進模具及成形一體化二大模塊,傾力打造“精密制造裝備與自動化、智能制造技術(shù)”和“一體化成形與精密模具制造”新水平,以及模具材料、模具CAD/CAM/CAE、以及互聯(lián)網(wǎng)+等,吸引了法國、奧地利、德國、以色列、意大利、韓國、美國、日本、瑞典、瑞士、中國香港特別行政區(qū)、臺灣以及中國大陸等24個國家和地區(qū)的企業(yè)共計752家企業(yè)展商參展。與展會同步,開展了代表模具行業(yè)最高技術(shù)水平的“2023精模獎”的評定,召開了全行業(yè)矚目的“2023中國模具行業(yè)大會”,舉辦了“2023中國模具行業(yè)產(chǎn)業(yè)高峰會”、“2023模具行業(yè)技術(shù)高峰論壇”以及“2023中國模協(xié)模具材料委員會年會”等11個產(chǎn)業(yè)、學(xué)術(shù)會議,是一場國際先進模具、裝備、材料的技術(shù)交融“展”與“會”的高品質(zhì)盛會。

DMC 2023參展模具企業(yè)400余家,涵蓋了華東六省一市、京津冀環(huán)渤海、長三角、珠三角大灣區(qū)、川渝等30多個省市模協(xié),展出的模具類別有塑料模具、精密沖壓模具、汽車覆蓋件模具、精密鑄造模具、模具標(biāo)準(zhǔn)件、大型鋁合金擠出模具、智能化模具;展現(xiàn)了“十四五”提出的高水平、高質(zhì)量、高效率的“三高”,和智能化、復(fù)合化、集成化的“三化”模具最新技術(shù)方向,引領(lǐng)我國模具成形產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)中國制造的同時,供應(yīng)全球。

有170副模具和標(biāo)準(zhǔn)件角逐2021年—2023年度中國模具行業(yè)“精模獎”,最終評出“精模獎”一等獎33項、二等獎51項、三等獎37項,代表著我國模具及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢。下面就塑料模具、汽車覆蓋件車身沖壓模具與精密沖壓模具、壓鑄模具、模具標(biāo)準(zhǔn)件等技術(shù)及其發(fā)展水平進行評述。

一、 塑料模具

本次展會展示了三年來塑料模具的創(chuàng)新發(fā)展水平?？梢钥闯?參展的塑料模具技術(shù)進步明顯,特別是在模具的集成化、先進成形工藝、模具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新以及全生命周期數(shù)字化等四個方面特色明顯,精彩紛呈,代表著塑料模具技術(shù)的發(fā)展方向。

1. 新技術(shù)與模具多功能復(fù)合的集成化

產(chǎn)品開發(fā)周期的加速對模具生產(chǎn)效率的要求越來越高,同時產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性也大幅度增加了提效難度。通過模具的多工位注塑、四面旋轉(zhuǎn)注塑與配套裝備的集成、模具注塑與部件裝配的集成、模具與零件產(chǎn)線的集成等創(chuàng)新,實現(xiàn)模具的高效生產(chǎn)。其代表性技術(shù)包括多工位多物料注塑、四面旋轉(zhuǎn)雙物料注塑、模內(nèi)成型及裝配、產(chǎn)線集成模具、多嵌件一體注塑等。

浙江賽豪實業(yè)有限公司參評的“24腔三物料三工位汽車翼燈飾圈注塑模具”,制件包括非透明紅色、透明紅色、非透明黑色三種顏色,結(jié)合區(qū)域不允許出現(xiàn)結(jié)合亮線、結(jié)合開裂、覆蓋結(jié)合的邊界縮痕等缺陷。黑色區(qū)域正表面為皮紋,不允許出現(xiàn)皮紋亮斑、色差缺陷,紅色面為鏡面,透光率>92%,表面不能出現(xiàn)劃傷、流痕、形偏、熔接線等缺陷。制件尺寸長729mm、寬183mm、高291mm,全尺寸變形≤0.8mm,背面倒扣的裝配尺寸公差要求±0.02mm。模具采用三色三工位一次成型,1模8個制件。動模設(shè)計成三工位旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu),采用CAE對三色流動狀態(tài)、多工位旋轉(zhuǎn)運動、模具結(jié)構(gòu)強度與剛性進行系統(tǒng)化分析,對制件進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化,解決了不同材料結(jié)合處開裂、縮痕、變形等缺陷,通過合理支撐和鎖緊結(jié)構(gòu)保障模具剛強度。型腔加工用五軸高速加工工藝結(jié)合在機3D掃描測量,各區(qū)域加工精度控制在0.02mm以內(nèi),為多腔平衡成型提供精度保證。模具重量約19t,模具設(shè)計壽命100萬次。

臺州市點睛模業(yè)有限公司參評的“六工位分層注塑汽車車燈透鏡注塑模具”用于成型汽車前照燈的雙光透鏡,制件厚度達21mm,材料采用PMMA。產(chǎn)品光學(xué)性能要求制件翹曲變形不超過0.05mm～0.15mm,反光弧面精度±0.005mm,表面粗糙度:Ra0.08,成型需解決縮痕、氣泡、變形等缺陷。該模具采用六工位分層旋轉(zhuǎn)注塑方法,將透鏡21mm壁厚分為六層,每層壁厚3.5mm。該分層注塑技術(shù)基于高分子鏈定向行為的成因,研究了通過降低成型塑料核心層的拉伸應(yīng)力,提升制件致密度的措施。成型過程內(nèi)部需要控制五個結(jié)合面的高分子鏈定向行為,分層注塑的保壓時間為1min,而整個厚壁一次成型為10min。模具透鏡光學(xué)表面型腔精度達±0.002mm,表面粗糙度:Ra0.01,模具成型周期60s,制件合格率99%。分層注塑技術(shù)解決了厚壁零件的成型難、殘余應(yīng)力大、生產(chǎn)周期長等痛點問題,為厚壁零件成型提供了優(yōu)秀的技術(shù)方案。

鴻利達模具(深圳)有限公司參評的“三工位三物料成形汽車空調(diào)調(diào)節(jié)器注塑模具”,是用于成形汽車空調(diào)調(diào)節(jié)器精密制件,采用三工位三物料注塑工藝,實現(xiàn)了一副模具生產(chǎn)三種材料的制件。該模具采用新型結(jié)構(gòu),包括A板、B板、頂芯旋轉(zhuǎn)組件以及旋轉(zhuǎn)鑲件等主要零件。頂芯旋轉(zhuǎn)組件用于驅(qū)動旋轉(zhuǎn)鑲件相對于B板靠近或遠離,并且頂芯旋轉(zhuǎn)組件用于驅(qū)動旋轉(zhuǎn)鑲件旋轉(zhuǎn),改善了三色注塑模具在生產(chǎn)過程中存在生產(chǎn)周期較長,不良率高和效率低等問題。模具零件采用3D打印工藝和新型高導(dǎo)熱材料,顯著減少冷卻時間,避免了因材料受高溫影響產(chǎn)生發(fā)黃發(fā)黑等缺陷,生產(chǎn)良率達到98%以上。

四川宜賓普什模具公司參評的“4×48腔四面旋轉(zhuǎn)雙物料瓶蓋注塑模具”,用于成型雙物料瓶蓋制件,所采用兩種物料相融性差,PP材料層為透明卡片,后工序可透過透明物料在產(chǎn)品內(nèi)部增加圖像識別技術(shù),阻隔了內(nèi)容物對圖像的接觸,避免了表面激光打碼帶來的污染,保障了食品安全,升級了產(chǎn)品的可追溯性和防偽性。模具重達12t,單面48腔,四面共192腔結(jié)構(gòu)的多工位、多副型腔配合的四面旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。采用同步開模及從動技術(shù),全伺服電機控制,可360°旋轉(zhuǎn),其旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的重復(fù)定位精度控制在0.01°以內(nèi),解決了多組型腔配合的重復(fù)定位精度難題。用特殊鑲拼焊接工藝,實現(xiàn)隨形冷卻,成型周期縮短至12s,生產(chǎn)效率是普通單面模具的300%以上。關(guān)鍵零部件制造精度達到0.005mm以內(nèi),模具壽命超過1500萬模次。

青島海泰科模具有限公司參評的“七組件模內(nèi)成型及裝配注塑模具”用于生產(chǎn)汽車主動進氣格柵葉片模塊,包括5個PC+ABS材料的葉片,1個PA6+GF50材料的連桿,1個PP+GF30材料的連桿七個組件,實現(xiàn)零件注射成型后在模具內(nèi)部裝配成模塊。5個葉片之間的距離要既要滿足關(guān)閉時,相互搭接不漏風(fēng),又要滿足葉片旋轉(zhuǎn)一定角度開模時,在開模方向上不重疊,自身無倒扣。該模具模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在提前考慮各組件的裝配公差的前提下,將兩側(cè)制件裝配到正確的位置上,裝配后的制品公差和裝配要求符合客戶圖紙和檢具要求,由之前的三副模具合成一副模具,大幅減少了模具數(shù)量和相應(yīng)的生產(chǎn)成本,模內(nèi)自動裝配替代了人工裝配,實現(xiàn)節(jié)能降耗、高效生產(chǎn)。

東明興業(yè)科技股份有限公司參評的“產(chǎn)線集成動平衡高一致性渦流風(fēng)扇注塑模具”用于成型新型空氣凈化器渦流風(fēng)扇制件,替代原來的渦流扇+混流風(fēng)扇,為保證產(chǎn)品的靜音和風(fēng)量、空氣凈化效果的性能指標(biāo),制件需具有很高的動平衡性能和高一致性,如制件與電機軸配合的中心孔成型公差0～0.02mm;動平衡(0/180°)<0.1g等。該模具采用創(chuàng)新的以兩端燕尾槽精密固定,冷卻、頂出等布置完全一致的多扇葉鑲件結(jié)構(gòu)型式,每個扇葉鑲塊均布置冷卻水路,模具溫度控制均衡。扇葉鑲塊兩端均采用燕尾槽固定在主鑲塊上,可以避免在成型過程中注射壓力過高造成的偏移,提高制件質(zhì)量一致性。以渦輪風(fēng)扇模具為核心的全自動注塑成型產(chǎn)線,制件合格率較之前同類產(chǎn)品提升15%,成型周期由80s縮短到50s。經(jīng)測算,生產(chǎn)50萬套制件可節(jié)約原材料約20t,節(jié)電約3萬度,是典型的“低碳”塑料件生產(chǎn)工藝。

青島英聯(lián)精密模具有限公司參評的“鋼骨架多嵌件一體成型汽車水箱支架注塑模具”成型制件長1700mm,寬670mm,高350mm,材質(zhì)為PA6+GF30,內(nèi)部嵌入3個0.7mm厚的大尺寸金屬嵌件,21個螺母嵌件。模具要求嵌件自動安裝,一體注塑成型,需解決兩個關(guān)鍵技術(shù)問題,一是變形問題,制件形狀復(fù)雜,三個側(cè)邊有金屬嵌件,不會產(chǎn)生收縮形變,剩下一側(cè)邊沒有金屬嵌件支撐,會向內(nèi)收縮,造成制件兩側(cè)變形。二是制件帶有二十多個嵌件,其中包含3個形狀各異的大尺寸嵌件,保障嵌件的安裝效率和可靠性對于自動化生產(chǎn)大尺寸制件至關(guān)重要。該模具采用預(yù)變形技術(shù),結(jié)合模流CAE分析,對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計,增加反向1°預(yù)變形,解決了成形制件沒有金屬嵌件一側(cè)向內(nèi)收縮變形的問題,保證制件整體尺寸精度達到設(shè)計要求。自主開發(fā)多嵌件自動放置系統(tǒng)和專用工裝夾具,實現(xiàn)金屬嵌件、螺母在模具型腔的自動安裝、一體成形。多嵌件一體成形模具為產(chǎn)品零件制造省去了熱熔、焊接和鉚接等二次處理工序,優(yōu)化工藝鏈,實現(xiàn)多嵌件注塑成形量產(chǎn)的自動化,生產(chǎn)效率提升40%。

2. 先進成形工藝促進產(chǎn)品的高品質(zhì)

先進成形工藝的創(chuàng)新和應(yīng)用為產(chǎn)品升級迭代提供了差異化解決方案,獲獎模具在原有工藝的基礎(chǔ)上持續(xù)創(chuàng)新和優(yōu)化,在外觀、輕量化、變形控制等方面促進了產(chǎn)品的高品質(zhì),代表性技術(shù)包括氣體反壓微發(fā)泡、大型表面飾布一體成型、免噴涂高光成形、細長尺寸雙物料注塑等,模具推動綠色制造的成熟程度進一步增強。

深圳市銀寶山新科技股份有限公司參評的“氣體反壓微發(fā)泡汽車門板注塑模具”要求制件表面質(zhì)量美觀、隔熱、吸音、緩沖性能優(yōu)良、輕量化。模具采用微發(fā)泡成形工藝,合模后,注入氮氣90%和二氧化碳10%混合的反壓氣體,采用高速高壓注射,塑料熔體在1.31s內(nèi)充滿型腔,動模打開1mm,型腔進行發(fā)泡和抽真空。該模具澆注系統(tǒng)采用9點針閥式流道和側(cè)澆口進膠,安裝了3個傳感器與注塑機進行信號聯(lián)接,實時反饋型腔喇叭網(wǎng)孔區(qū)域充填情況、反壓信息,便于實時調(diào)控發(fā)泡進展。氣體反壓微發(fā)泡結(jié)合模具微開方案解決了制件表面氣紋、破泡、縮水等缺陷,平整度更高,尺寸更穩(wěn)定,在保證產(chǎn)品使用強度的條件下,成形制件重量由1310g減重至900g左右,減重約30%。注塑機鎖模力從2000t降低至1600t,成形周期35s,大幅度降低生產(chǎn)能耗。

寧?？h第一注塑模具有限公司參評的“大型表面飾布一體成型汽車天窗頂棚注塑模具”,制件外形尺寸為長1380mm,寬1008mm,高239mm,制件表面覆蓋大面積織布,一體注塑成形,模具要求注塑生產(chǎn)周期不高于70s,合格率不低于98%,塑料材料的廢料率不高于0.5%,壽命不低于60萬模。模具采用整體式動定模倒裝結(jié)構(gòu),澆注系統(tǒng)采用13點針閥式熱流道系統(tǒng),無廢料設(shè)計,并在大拉伸區(qū)域設(shè)計特殊傾斜式固定長針,解決了超大尺寸織物面料在合模過程中的預(yù)緊和褶皺問題。通過采用斜頂內(nèi)嵌直頂?shù)拿撃＝Y(jié)構(gòu),同步實現(xiàn)脫倒扣和擋產(chǎn)品的功能,規(guī)避了粘模問題,解決了低剛性處密集筋與柱腳的倒扣脫模問題,達到全自動化生產(chǎn)要求。該模具注塑生產(chǎn)周期65s,已量產(chǎn)50余萬件,質(zhì)量穩(wěn)定,各項指標(biāo)超過國外同類模具水平。

臺州精超力模塑有限公司參評的“大型垂直旋轉(zhuǎn)雙物料成型汽車儀表板氛圍燈注塑模具”用于成型汽車儀表板一體式貫穿式氛圍燈,制件為一體式細長結(jié)構(gòu),取代傳統(tǒng)三個制件組裝結(jié)構(gòu),長度1.44m,可視面折射燈光效果要求發(fā)光無斷線,對成型過程中熔體流向和取向一致性要求很高。產(chǎn)品要求外圍電鍍、內(nèi)部透光,通過夾心結(jié)構(gòu)設(shè)計,采用ABS和PC兩種材料雙物料,需解決應(yīng)力翹曲變形問題這一模具成形的難點。該模具采用大型垂直旋轉(zhuǎn)雙物料注射成型結(jié)構(gòu)。結(jié)合CAE模流分析,確定澆注系統(tǒng)合理的澆口數(shù)量和位置。分析了產(chǎn)品預(yù)變形圖形,采用預(yù)變形量補償方法,得出了最優(yōu)的預(yù)變形量和結(jié)構(gòu)形狀。PC導(dǎo)光區(qū)采用9點閥式熱流道,ABS支架采用20點閥式熱流道,順序進膠。隨形冷卻水路的冷卻系統(tǒng)保障了模溫均布,控制了成形過程中的流痕、熔接線、應(yīng)力痕等影響燈光效果的缺陷產(chǎn)生。通過排氣結(jié)構(gòu)、排氣槽、排氣鑲針等多種排氣方式,避免注塑過程出現(xiàn)因困氣引起的缺料、燒焦、透明件表面開裂、氣泡等缺陷。為防止頂出不均衡影響光飾效果,采用了多組頂塊、油缸驅(qū)動的頂出結(jié)構(gòu),保障制件頂出的平穩(wěn)性。模具采用2800t大型垂直旋轉(zhuǎn)雙色注塑機生產(chǎn),工藝調(diào)試后解決了制件的翹曲變形問題,滿足氛圍燈的裝配要求和無斷線發(fā)光的可視面折射燈光效果,合格量產(chǎn)。該模具體現(xiàn)系統(tǒng)性整體的開發(fā)思路和實施工藝過程的精細化,其澆注系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)及預(yù)變形補償設(shè)計方面的經(jīng)驗,具備有很好地行業(yè)推廣應(yīng)用價值。

四川長虹模塑科技有限公司參評的“大型薄壁多點順序控制成型電視后蓋注塑模具”,既是電視的主要外觀覆蓋件,產(chǎn)品四側(cè)面采用零度拔模斜度設(shè)計,達到輕薄、方正的外觀設(shè)計效果,同時側(cè)面及背面網(wǎng)孔還起到機器散熱和揚聲器傳音作用。材料采用PC+ABS,表面蝕紋,免噴涂。模具采用大面積高光免噴涂技術(shù),型腔采用蒸汽模水路結(jié)構(gòu)形式,澆注系統(tǒng)采用45點針閥式順序進膠,通過溫控系統(tǒng)精準(zhǔn)控制模溫,結(jié)合多點延時分段注塑技術(shù),有效解決產(chǎn)品外觀熔接線及流痕等缺陷問題。采用四面滑塊抽芯,滑塊采用雙層水路設(shè)計,保證了制件側(cè)面的外觀質(zhì)量。模具尺寸重量超過27t,預(yù)計壽命50萬次,合格率95%,并實現(xiàn)機械手自動取件。

臺州市凱華汽車模具有限公司參評的“以塑代鋼微發(fā)泡汽車前端框架注塑模具”是一副以塑代鋼的前端框架強量化注塑模具。為解決塑料制件產(chǎn)品強度不足、變形嚴(yán)重、尺寸超差等技術(shù)難題,該模具采用微孔發(fā)泡技術(shù),通過精確的模內(nèi)溫度控制和基于CAE的工藝及成形缺陷分析預(yù)測,使這些技術(shù)難題得到了有效改善和控制。模具型芯采用鈹銅鑲塊的結(jié)構(gòu),加上高效的冷卻水路設(shè)計,實現(xiàn)模溫控控制在±5℃以內(nèi),模具的成型周期從常規(guī)的75s降低至65s,制品強度增加15%,變形減少40%,尺寸一致性提升10%。在保證產(chǎn)品強度的條件下,使得產(chǎn)品減重10%,模具需要的注塑機鎖模力從1600t降低至1000t。大幅度減少了產(chǎn)品成形加工過程中的能耗,具有實的模具成形綠色制造發(fā)展總體思路。

3. 模具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新帶來產(chǎn)品性能升級

復(fù)雜、精巧的模具結(jié)構(gòu)是模具成形工程智慧的結(jié)晶,最能代表模具藝術(shù)性的精湛技術(shù)。對產(chǎn)品制造業(yè)來說,復(fù)雜結(jié)構(gòu)的模具型腔能夠容納更多的元器件中單產(chǎn)品,使終端產(chǎn)品功能得到提升,同時降低制造成本,提升生產(chǎn)效率。

成都寶利根創(chuàng)科電子有限公司參評的“九螺紋多級鏈結(jié)構(gòu)抽芯集線器注塑模具”,被成形材料為PA12透明尼龍,縮水率為0.8%,制件尺寸長115.60mm、寬50.0mm、高30.50mm,尺寸要求高,有近200個必檢尺寸,尺寸公差分布在+/-0.05至+/-0.1范圍,平均壁厚1.5mm,制件上有8個M12×1.0細牙內(nèi)螺紋和1個M12×1.0細牙外螺紋,螺紋型面不允許出現(xiàn)分型線。受空間限制,模具螺紋特征間距僅25mm,需放置9套驅(qū)動螺紋脫模的機構(gòu),旋轉(zhuǎn)抽芯圈數(shù)較多。該模具結(jié)構(gòu)采用3層鏈條鏈輪傳動的螺紋抽芯機構(gòu),帶動9組螺紋抽芯機構(gòu)旋轉(zhuǎn)抽芯。驅(qū)動元件選用伺服電機,依靠脈沖定位,最高定位精度可達0.001mm,從而精確控制螺紋抽芯的速度、位置,同時增加1∶50比率的減速器,將電機的扭矩放大50倍,滿足了脫螺紋所需的扭矩。

寧波日躍模塑有限公司參評的“多級分型脫模洗衣機TPE門封注塑模具”,被成形材料為TPE,制件尺寸長455mm、寬430mm、高95mm,倒扣形狀復(fù)雜。該模具采用倒裝式結(jié)構(gòu),依據(jù)材料特性開發(fā)了多層滑塊和隧道滑塊組合分層順次抽芯結(jié)構(gòu),解決了多重內(nèi)部倒扣形狀脫模問題。模具抽芯結(jié)構(gòu)和運動次序依靠安裝的動作傳感器裝置,實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的監(jiān)控信號的傳遞,與注型機控制系統(tǒng)形成閉環(huán),控制各抽芯運動的時序,實現(xiàn)模具自動化生產(chǎn)。該模具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新解決了在復(fù)雜倒扣結(jié)構(gòu)強制出模過程中拉伸撕裂、拉傷等問題,實現(xiàn)了TPE材料替代傳統(tǒng)EPDM橡膠,降低零件成本40%～60%,實現(xiàn)此類模具的國產(chǎn)化。

成都航天模塑股份有限公司成都模具分公司參評的“內(nèi)藏式無痕分型汽車擾流板注塑模具”,一副模具生產(chǎn)兩個制件。制件材料為PC+ABS,尺寸長1178、寬320、高156,外觀分型線段差需控制在0.02mm以內(nèi),尺寸公差控制在±0.2以內(nèi),澆口自動去除,修剪痕跡不損傷外觀表面,制件噴漆后合格率要求達到90%以上。該模具采用分型線內(nèi)藏式結(jié)構(gòu),將分型線內(nèi)移到制件非外觀邊緣,外觀部分為完整圓弧表面,無段差,分型線以上外觀膠位形狀注射成型后留在外觀面?zhèn)劝肽?脫模間隙來自制件凝固后的收縮量。采用機械手按設(shè)定動作程序自動取件,解決了外觀分型線的段差問題,達到外觀無分型線的效果。模具整體采用倒裝式結(jié)構(gòu),從制件B面進膠,熱流道采用順序閥系統(tǒng),閥針控制采取電動缸系統(tǒng),能精準(zhǔn)控制閥針的開合時間、位置及開合速度,保證流動平衡,控制制件的變形量,熱噴嘴采取獨立的溫度控制系統(tǒng),保證熱噴嘴位置模具的充分冷卻,使制件外觀表面無太陽斑、縮痕等缺陷。前后模溫控系統(tǒng)采取獨立分區(qū)域進行控制,水路結(jié)構(gòu)為隨形冷卻方式,達到調(diào)整制件變形的目的。模具采取無頂出結(jié)構(gòu)形式,制件表面無頂出應(yīng)力痕缺陷。模具成型周期不超過40s,實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。制件實現(xiàn)外觀面無分型線,量產(chǎn)合格率達到了95%以上,相比常規(guī)模具,縮短制件生產(chǎn)周期約30%,模具成本降低約20%。此模具整體技術(shù)方案為國內(nèi)外首創(chuàng),在提質(zhì)增效方面具有示范作用。

寧波富佳實業(yè)股份有限公司“四面抽芯大斜度雙面頂出吸塵器機身注塑模具”,被成形材料采用流動性好的ABS,零件表面為一級外觀表面,模具表面紋飾要求較高,需解決模溫高導(dǎo)致型腔表面發(fā)黃或粘附塑料小顆粒從而影響產(chǎn)品表面質(zhì)量的問題。外觀形狀變形控制在±0.05mm,并與塵杯零件配合有氣密性要求。制件存在多個方向的倒扣特征,需滿足功能性要求。該模具結(jié)構(gòu)上采用四面滑塊抽芯、前后模大斜度雙面頂出斜頂、多級脫模機構(gòu)的技術(shù)方案,解決了前模大抽距斜頂頂出、滑塊脫模力大、滑塊與頂出機構(gòu)干涉、模具開合模與多滑塊運動防撞等問題,滿足模具安全自動化生產(chǎn)要求。模具采用三點順序閥熱流道系統(tǒng),解決制件表面熔接線及外觀應(yīng)力痕等缺陷。模具設(shè)計有剛性防撞機構(gòu)和頂出系統(tǒng)強制拉回機構(gòu),上下兩側(cè)滑塊采用感應(yīng)油缸驅(qū)動,與注塑機動作自動識別,解決了滑塊開合順序的安全問題。采用氮氣彈簧和鋼制開模機構(gòu)雙動力結(jié)構(gòu)保障頂出穩(wěn)定性,解決單用鋼制開模機構(gòu)影響機械手取件問題。采用先進的高精度可視化工業(yè)紅外監(jiān)測系統(tǒng),多角度監(jiān)控,解決制件脫模、機械手取件、人工操作等異常導(dǎo)致的壓模風(fēng)險,保障了模具自動化生產(chǎn)的安全性。成形周期由同類模具的70s提升到了56s,生產(chǎn)效率提升了20%。

浙江萬豪模塑股份有限公司參評的“雙框刀片滑塊雙物料汽車主動進氣格柵注塑模具”,被成形硬膠材料為PP-GF30,軟膠材料TPV,制件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,倒扣形狀多,軟硬件結(jié)合強度滿足耐久性指標(biāo),軟膠密封性要求高。模具外形尺寸長1940mm、寬1600mm、高1426mm,重量20.3t,模具設(shè)計壽命為50萬次。該模具采用封閉式雙框刀片滑塊結(jié)構(gòu)實現(xiàn)雙物料軟硬膠注塑成型,通過定模浮動式彈塊機構(gòu),實現(xiàn)模具開模時同步彈出、多角度彈出,解決常規(guī)結(jié)構(gòu)無法脫模的問題。采用閥門式全封閉刀片滑塊結(jié)構(gòu),刀片滑塊在滑塊中間滑動來封閉和開啟軟膠模腔。刀片材料采用鈹青銅,經(jīng)過淬火時效處理后,滿足了高耐磨性和導(dǎo)熱性要求,防止了運動卡滯。澆注系統(tǒng)采用雙獨立順序閥式熱流道系統(tǒng),上下雙層分流板結(jié)構(gòu)型式,硬膠采用6點進膠,軟件采用13點進膠,由單向進膠改為雙向、雙角度進膠,順序控制進膠時間,解決熔接線等缺陷。熱流道系統(tǒng)、雙色注塑機控制系統(tǒng)、刀片滑塊動作實現(xiàn)聯(lián)動,通過軟件程序進行時序控制,實現(xiàn)軟硬膠的一體成形,合格率超過99%。

4. 模具全生命周期的數(shù)字化給用戶帶來了效益

模具行業(yè)“十四五”發(fā)展綱要提出促進模具產(chǎn)業(yè)向深層次數(shù)字化、信息化制造的方向發(fā)展,包括知識庫和數(shù)據(jù)庫建設(shè)、核心工藝算法開發(fā)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、模內(nèi)監(jiān)控及控制系統(tǒng)等,以模具全生命周期的數(shù)字化賦能,為用戶帶來效益。

卡奧斯模具(青島)有限公司參評的“大型深腔工藝物聯(lián)桶類注塑模具”,制件帶有深筋復(fù)雜結(jié)構(gòu),腔深超過800mm。需解決模具生產(chǎn)過程中抱模、流動不平衡、表面質(zhì)量不穩(wěn)定、工藝調(diào)試效率低等問題。該模具設(shè)計安裝了3個壓力傳感器、14個溫度傳感器,監(jiān)測型腔內(nèi)塑料熔體的壓力和溫度數(shù)據(jù),通過設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)曲線和邊界條件,實現(xiàn)制件品質(zhì)的自動監(jiān)控,不良品自動分揀?；诠に囄锫?lián)的最佳型腔壓力和溫度控制,顯著提升了高收縮率PP材料制件的表面光亮度質(zhì)量水平。采用自主開發(fā)的試模工藝算法軟件,自動計算首試工藝參數(shù)和工藝數(shù)據(jù)庫校驗,解決了深腔零件因工藝調(diào)整原因充填不滿造成的抱模、粘模、無法取件等難題。同時,實現(xiàn)不同設(shè)備換產(chǎn)工藝的自動換算,提升換產(chǎn)效率。試模次數(shù)降低40%,試模效率提升80%。物聯(lián)管理模塊可以對模具生產(chǎn)進行遠程監(jiān)測,通過對生產(chǎn)節(jié)拍和周期等數(shù)據(jù)分析,實現(xiàn)提質(zhì)增效。通過對模具定位、文檔查詢、云平臺數(shù)據(jù)分析,實現(xiàn)模具資產(chǎn)管理的物聯(lián)化。模具使用壽命50萬次、注塑周期約115s,合格率超過98%,以數(shù)字化手段提升了模具競爭力。

二、 汽車覆蓋件與沖壓模具

本次參展的汽車車身沖壓模具企業(yè)主要有一汽模具、天汽模、東風(fēng)模具沖壓、成飛集成科技、湖北十堰先鋒、柳州廣菱、河北興達、興林、金環(huán)、金健、山東泰利、豪爾沃、寧波合力、東莞中泰等近50家,展示了近三年的汽車沖壓模具技術(shù)的進步與成果。這些成果表明,我國的車身覆蓋件模具企業(yè)圍繞綠色制造、智能制造、雙碳目標(biāo)、產(chǎn)業(yè)鏈拉動、高質(zhì)量發(fā)展等發(fā)展戰(zhàn)略都做了積極的探索,取得了良好效果。

1. 數(shù)字化制造技術(shù)支撐了模具技術(shù)的發(fā)展

以一汽模具、成飛集成科技等企業(yè)為代表的龍頭企業(yè)通過多年的技術(shù)跟蹤、創(chuàng)新研發(fā)、數(shù)據(jù)積累,在模具開發(fā)過程中已能夠熟練運用產(chǎn)品設(shè)計同步工程、智能化設(shè)計、全流程CAE、虛擬調(diào)試、無少研合技術(shù)、運動仿真以及模具開發(fā)全過程閉環(huán)控制技術(shù)等數(shù)字化與控制技術(shù),實現(xiàn)了對車身大型覆蓋件模具的企業(yè)內(nèi)部作業(yè)流程體系的標(biāo)準(zhǔn)化,完成了高精度大型車身模具快速開發(fā)的響應(yīng)與制造,這些先進制造技術(shù)對于行業(yè)技術(shù)進步和發(fā)展具有普遍指導(dǎo)作用。

2. 模具的復(fù)合集成及精細化制造技術(shù)越來越普及

以東風(fēng)模具為代表的多家參展商本著為客戶低成本著想,通過控制順序動作、拉壓復(fù)合等工藝技術(shù)使用,實現(xiàn)了大型車身模具的多種沖壓工藝復(fù)合集成,減少了成形工序與模具,在降低成本同時實現(xiàn)了節(jié)能減排。在精細化制造方面,參展企業(yè)廣泛使用了面品成形前期預(yù)測和改善技術(shù),開展了成形和回彈的穩(wěn)健性分析和A面及特征線的重構(gòu)。NC加工普遍選擇凹R角避讓和強弱形面區(qū)分,通過定向(五軸)高速高精度加工+在線檢測,大大提升模面的加工精度,大幅降低了鉗工的研修工作量。另外,將過去梁柱類等成形復(fù)雜類模具形面進行了精確補償,使得修模整改次數(shù)降到2次以內(nèi)。本屆展出的汽車模具精度指標(biāo)和性能指標(biāo)都普遍提升,開發(fā)工期大幅縮短,達到國際先進水平的模具越來越多。

3. 先進成形技術(shù)成為企業(yè)追求的目標(biāo)

(1) 激光熔覆再制造應(yīng)用。北京機科國創(chuàng)等企業(yè)在模具鑲塊激光熔覆再制造方面,通過多年的研發(fā),在3D打印設(shè)備、工藝、熔覆粉末材料成套解決方案等技術(shù)日臻成熟,已廣泛開展應(yīng)用服務(wù)。

(2) 服務(wù)低碳、減排的模具。近幾年新能源車快速發(fā)展促使各汽車主機廠對低碳、減排熱切追求,如格致汽車、寧波合力、東莞正泰、湖南曉光、天汽模湘潭工廠等參展企業(yè)近三年都在著力圍繞熱成形工藝和熱成形模具開展了創(chuàng)新研發(fā),取得長足進步。寧波合力成功為某企業(yè)開發(fā)的一體化門環(huán)熱成形模具,成形零件板料由不等厚、補丁(Patch)板、軟硬區(qū)、不等強度等多類型金屬板材激光拼焊而成,在為主機廠車身減重同時,大大提升了材料的利用率和更低的制造成本。目前一體化門環(huán)已成為新能源車企業(yè)的普遍車身設(shè)計要求,對其模具開發(fā)提出了極高的技術(shù)要求。國內(nèi)寧波合力、凌云模具等模具企業(yè)已具備豐富的開發(fā)經(jīng)驗和數(shù)據(jù),實現(xiàn)了熱成形模具完全替代國外進口。此次模具也展示出國內(nèi)有多個模具企業(yè)已成功預(yù)研了一體化雙門環(huán)的熱成形模具開發(fā)技術(shù)。

(3) 為降低激光切割能耗及低效率的實踐。格致科技等模具企業(yè)跟蹤國際前沿技術(shù),大膽開創(chuàng)模內(nèi)熱切工藝,實現(xiàn)了免激光切割工藝,并已成功為吉利等汽車企業(yè)提供了量產(chǎn)模具。

(4) 輕量化材料鋁鎂合金板料成形模具與技術(shù)。成飛集成、十堰先鋒等企業(yè)在成功開發(fā)翼子板、發(fā)動機蓋板、門外板的基礎(chǔ)上,開發(fā)了6、 7系高強鋁在結(jié)構(gòu)件(如A柱下部、B柱、門框止口)的成形模具,取得很好的效果。特別是成飛集成還成功開發(fā)了一體化鋁板門環(huán)的溫?zé)岢尚文＞?并開始為高端車型供貨。

(5) 開始向其他輕質(zhì)材料成形領(lǐng)域延伸。本次模具送評產(chǎn)品,多家汽車模具企業(yè)圍繞碳纖維、復(fù)合材料等的輕質(zhì)車身零部件的開發(fā)技術(shù)做了很好地探索,并在成形工藝方面以及提升零件的合格率方面做了大量的研發(fā)工作,積累了很好地模具成形與開發(fā)經(jīng)驗。

(6) 重視開展先進成形工藝開發(fā)。多個企業(yè)展出了超高強鋼熱成形、鋁板的溫?zé)岢尚?、?nèi)高壓成形、充液成形、復(fù)材與金屬嵌合成形、3D打印等先進制造成形模具與技術(shù),為極限成形、綠色制造等發(fā)展方向提供了多種可能和強力支撐。

4. 產(chǎn)業(yè)鏈的聯(lián)動更加頻繁

本屆展會上眾多汽車模具企業(yè)都在跟上游的寶鋼、首鋼、鋼研院、高校等針對新材料、新工藝等的研發(fā)開展協(xié)同合作,加快了新材料新工藝的推出和應(yīng)用。并開展了與設(shè)備、軟件、檢測等供應(yīng)商的實時溝通,與下游的整車廠、物流、零部件用戶等企業(yè)聯(lián)動,加大提質(zhì)降本、增效雙贏,促進全產(chǎn)業(yè)鏈共同發(fā)展。

本次精密沖壓模具參展產(chǎn)品可以明顯感覺到顯著的技術(shù)進步,很多精密沖壓模具已經(jīng)穩(wěn)居國際領(lǐng)先水平,基本完成了從模仿創(chuàng)新到自主創(chuàng)新的轉(zhuǎn)型,并展示出極高的創(chuàng)新活力。

(1) 運用領(lǐng)域交叉技術(shù)與基礎(chǔ)理論,實現(xiàn)模具壽命和產(chǎn)品質(zhì)量的雙提升。在分析研究沖壓及成形原理的基礎(chǔ)上,將塑料模具的冷卻水道結(jié)構(gòu)運用到高速沖壓模具中,以消除模具高速沖壓時產(chǎn)生的熱量。通過微調(diào)沖裁形狀來分解應(yīng)力,實現(xiàn)避免細小形狀在沖裁時發(fā)生扭曲變形的問題等。例如銅河精密模具(常州)有限公司的“雙定子微米級氣隙電機鐵芯精密高速沖壓級進模”將兩種產(chǎn)品“9級內(nèi)定子”和“外定子”在同一套模具中經(jīng)過自動疊鉚200層后制出成品的一套高精度模具。其中9級內(nèi)定子結(jié)構(gòu)特殊,產(chǎn)品形狀特征中最窄處只有0.35mm,與材料厚度0.3mm的比例幾乎為1∶1,在沖壓過程中極易造成材料翻轉(zhuǎn)扭曲變形。對此模具設(shè)計將產(chǎn)品內(nèi)孔分成預(yù)沖、精修兩次沖裁保證了內(nèi)孔尺寸和形狀精度,并將產(chǎn)品外形的9個齒形寬度方向形狀做特殊處理,從而分解了沖裁時產(chǎn)生的應(yīng)力,使產(chǎn)品最窄處變形得以控制,從而保證了產(chǎn)品精度。該產(chǎn)品尺寸、形狀精度均達到國際領(lǐng)先水平,工藝技術(shù)穩(wěn)定可靠,模具每分鐘沖壓400次,預(yù)計模具壽命可達到1.5億沖次。寧波震裕科技股份有限公司的“T76型鐵芯片高速沖?！笔且桓币怀鏊牡膸в欣鋮s系統(tǒng)的電機鐵芯精密級進模。該模具利用凹凸模板的水冷結(jié)構(gòu)和沖頭的油冷結(jié)構(gòu)來減少模具熱變形引起的精度損失和模具磨損,模具步距精度±0.002mm,采用上模自彈壓的方式以及輕量化設(shè)計來提升模具的運動精度與平順性,上模實現(xiàn)減重約25%,沖次從常規(guī)300—400次/分鐘提升至800沖次/分鐘,制件質(zhì)量好,生產(chǎn)效率高,模具綜合壽命大于2億沖次。

(2) 模具功能復(fù)合化和集成化的一體化制造單元向智能制造中心方向發(fā)展。自動化、智能化技術(shù)的高速發(fā)展,使單一的模具轉(zhuǎn)向多功能制造單元,并正在向多功能智能制造中心發(fā)展。即在模具及配套裝備中完成多種制件的制造并進行精密組裝,同時實現(xiàn)自動在線檢測等功能。例如天津津榮天宇精密機械有限公司的“滅弧室組件沖鉚一體化自動成形設(shè)備”是一種高度自動化的,可完成高精度復(fù)雜組裝動作的自動化制造中心。設(shè)備由滅弧片沖壓模具、沖壓設(shè)備、滅弧片凸輪輸送機、紙帶輸送機、滅弧片定位安裝工裝、特殊鉚接裝置等部分組成。是一套智能組合生產(chǎn)單元。設(shè)備將沖壓出的金屬滅弧片按照固定數(shù)量輸送到定位工裝中,由特制的紙質(zhì)連接片從側(cè)面將滅弧片按相同間隔整齊地連接在一起,并在設(shè)備中自動地鉚接成一體,形成完整的滅弧室組件。整套組件在設(shè)備中一次性全自動完成,實現(xiàn)了無人化操作,提高了生產(chǎn)效率和降低了生產(chǎn)成本,該技術(shù)已超越了德國現(xiàn)有的半自動化生產(chǎn)模式,達到國際領(lǐng)先水平。寧波美高五金科技有限公司的“動簧組模內(nèi)視覺智能檢測篩選與模內(nèi)鉚接精密沖壓級進模”是一副繼電器動簧組產(chǎn)品制造級進模,在一副模具內(nèi)同時完成料帶自動送進與成形、銀觸電送進與鉚接、銜鐵送進與鉚接等三個零件的沖壓與組裝。利用模內(nèi)設(shè)計的CCD視覺智能檢測模塊,實現(xiàn)0.02mm高差的自動檢測。結(jié)合四組光纖傳感器單元模塊,完成不良品智能篩選和實時自動切除剝離。該模具工藝復(fù)雜、集成度高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性好,是一副達到國際先進技術(shù)水平的智能化多工序精密沖壓與模內(nèi)裝配級進模具。成都宏明雙新科技股份有限公司的“彈片雙帶料模內(nèi)裝配、焊接多工位精密級進?！睘槎鄰濆兘饛椘芗夁M模,難點在于一副模具成形兩個產(chǎn)品,并完成模具內(nèi)裝配與激光焊接。模具采用子模結(jié)構(gòu)、模內(nèi)激光焊接實現(xiàn)及在線監(jiān)控。通過模具智能化,實現(xiàn)了在線實時檢測、監(jiān)控關(guān)鍵尺寸和焊接狀態(tài),保證了鍍金彈片的打彎尺寸精度以及鍍金區(qū)域的外觀等級,確保產(chǎn)品合格生產(chǎn)?？s短了生產(chǎn)流程,降低模具成本,產(chǎn)品焊接由40件/分鐘提升到70件/分鐘,提高生產(chǎn)率75%以上。

(3) 新能源燃料電池沖壓模具嶄露頭角。三佳機械(上海)有限公司的“超薄燃料電池金屬雙極板成形技術(shù)與模具”是一套具有代表性的典型新能源燃料電池沖壓模具,該模具的難點在于將金屬板料的平面狀態(tài)成形為多條精細凸筋組成的平板產(chǎn)品,表面積比原有平面材料增加愈兩倍。由于雙極板產(chǎn)品的流場區(qū)的輪廓精度和翹曲度是決定雙極板與膜電極能否有效貼合以及影響工作介質(zhì)有效傳遞和電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的重要因素。因此,燃料電池金屬超薄雙極板(厚度0.1mm)制件對平整度、尺寸一致性、減薄均勻性等有極高的要求。另外,該模具制造難度大,是高硬度高精度加工,一次加工就需要70把刀具。該模具結(jié)合金屬板材力學(xué)性能分析,開發(fā)了二次成形工藝、二次高精度成形模具以及等料厚間隙控制成形技術(shù),實現(xiàn)412×150mm尺寸極板二次成形后高度偏差<10μm,達到模具國際領(lǐng)先水平。

總之,我國的汽車模具與精密沖壓模具近三年進步顯著,在實現(xiàn)企業(yè)“專精特新”方面積極尋求技術(shù)與產(chǎn)品的突破,減少同質(zhì)化競爭。精密級進沖?？傮w水平居國際先進水平,單項模具技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)越來越多,為中國模具工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展做出了重要的貢獻。

三、 壓鑄模具

2015年9月當(dāng)北美特斯拉將自行研發(fā)的一體化車體結(jié)專利公布在公眾號上,并供全球業(yè)內(nèi)免費使用時,整個汽車世界炸響了一個驚雷。國內(nèi)新能源車企紛紛跟進。據(jù)不完全統(tǒng)計,至今一體化結(jié)構(gòu)件壓鑄市場上6000t以上大型壓鑄機接近七十臺(含計劃投入),且還在不斷增加。隨之而來的一體化結(jié)構(gòu)件大型壓鑄模具的需求將倒逼壓鑄模具行業(yè)發(fā)展。

本屆展會國內(nèi)知名的壓鑄模具企業(yè)積極參展,如寧波合力模具科技股份有限公司、廣州型腔模具制造有限公司、一汽鑄造有限公司鑄造模具設(shè)備廠、寧波天正模具有限公司、共立精機(大連)有限公司、浙江輝旺機械科技有限公司等,代表了國內(nèi)壓鑄模具成形行業(yè)的領(lǐng)先水平。

2023年壓鑄模具特點:①新能源汽車一體化大型壓鑄產(chǎn)品以及結(jié)構(gòu)件、電池殼、電動變數(shù)箱、曲軸箱等往屆很少能看到的壓鑄模具制件產(chǎn)品紛紛登場。②一體化鋅合金產(chǎn)品、一體化附屬部件、電子器件等,也表現(xiàn)出很強的發(fā)展勢頭。③在參選的精模獎壓鑄模具項目中,體現(xiàn)出高精尖一體化大型壓鑄件旺盛的市場需求特點,展現(xiàn)出其先進性和前瞻性。

具體來說,比較突出的有廣州型腔模具制造有限公司的“電動車后倉壓鑄模具”、寧波合力科技股份有限公司的“尾門壓鑄模具”和“新能源車新型集成式主箱體注射壓鑄模具”、寧波君靈模具技術(shù)有限公司的“純電動車電變殼二合一抽真空壓鑄模具”等。

其中,廣州型腔模具制造有限公司的“電動車后倉壓鑄模具”在目前大型新能源車壓鑄模具中非常具有技術(shù)先進的代表性。這套模具是電動汽車底盤后底板的高真空壓鑄模具,鑄件最大外形尺寸達到了1456.0mm×812.2mm×619.0mm,性能要求其延伸率δ(L0=50)≥10%,抗拉強度σb≥250Mpa,屈服強度≥120Mpa,模具主體外形尺寸2820mm×3795mm×2693mm,重量83.5t,使用6000t壓鑄機生產(chǎn)。壓鑄件的超大型化給模具設(shè)計與運行質(zhì)量控制帶來極大的問題,包括長充型的填充流態(tài)、排氣、凝固順序控制問題,模溫容易失衡問題,型腔泄漏嚴(yán)重導(dǎo)致真空度難以滿足要求問題等。該模具方案應(yīng)用了Flow-D模擬分析優(yōu)化技術(shù),合理布局真空系統(tǒng)以及充填、排氣等。超大型成型結(jié)構(gòu)在設(shè)計上采用了鑲塊的優(yōu)化分割拼接和精確定位,利于裝配和后期維修。創(chuàng)新性地將型腔抽真空改為在流道末端抽真空,抽氣時間更長、效率更高。采用新型推桿密封技術(shù)與分型面密封、拼接面密封相結(jié)合,解決了泄漏問題,保證真空度達到50Mbar。溫控系統(tǒng)采用精準(zhǔn)細化控制,設(shè)計了分區(qū)獨立油、水控溫系統(tǒng),保證了模溫平衡,改善了鋁液流動性能,實現(xiàn)凝固順序控制,從而控制了壓鑄件的應(yīng)力分布與微觀組織,保證了壓鑄件力學(xué)性能,減少壓鑄件變形。這是國內(nèi)首套自主研發(fā)的超大型壓鑄模具,技術(shù)難度很高,創(chuàng)新性強,模具各系統(tǒng)設(shè)計合理,運行穩(wěn)定可靠,達到世界領(lǐng)先水平。

寧波合力科技股份有限公司的“尾門壓鑄模具”為轎車尾門的結(jié)構(gòu)件高真空壓鑄模具,壓鑄件壁厚2mm,尺寸要求公差-0.2/+0.4mm,產(chǎn)品呈現(xiàn)開放式結(jié)構(gòu),沒有加強筋設(shè)計,變形控制難度很大。另外,鑄件產(chǎn)品有B級面要求,需要AlSi10MnMg+T7熱處理,機械性能要求抗拉強度≥200MPa,屈服強度≥120MPa,延伸率≥10%等。該壓鑄模具采用三板模結(jié)構(gòu)、高真空結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)(4組真空閥)、中心進澆方式、四組擠壓機構(gòu)、六組彈頂銷結(jié)構(gòu)的定模設(shè)計、32路模溫控制。實現(xiàn)模具生產(chǎn)的30Mbar高真空作業(yè)及壓鑄件熱處理的要求。中心進澆方式保證了全壁厚的層流同步有序填充,鑄件工藝出品率達到67%。四組擠壓機構(gòu)的設(shè)計保證了內(nèi)部組織質(zhì)量。六組彈頂銷結(jié)構(gòu),大大降低了模具結(jié)構(gòu)難度,并很好的解決了定模上壓鑄件的留模問題。模具高效的模溫系統(tǒng),動定模具共計32路模溫控制,匹配客戶的模溫機系統(tǒng),實現(xiàn)對模具溫度的整體調(diào)整可控,從而保證了壓鑄件的組織機械性能,并實現(xiàn)壓鑄87s的生產(chǎn)節(jié)拍。該壓鑄模具設(shè)計的單塊模芯材料尺寸達1700mm×1200mm×450mm,模具整體尺寸達到2200mm×1700mm×1600mm,重量達40余噸,匹配壓機噸位4200t。

隨著一體化壓鑄以及新能源汽車的發(fā)展,壓鑄件的集成化、大型化使壓鑄模具的尺寸越來越大,結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,模具成形的壓鑄件的成品率、生產(chǎn)效率、模具的可靠性及模具壽命就成為大型壓鑄模具主要設(shè)計和制造目標(biāo)。大型壓鑄零部件的前期設(shè)計、壓鑄模具的設(shè)計、模擬分析、制造與加工、壓鑄機成形工藝的掌控等都是目前進一步研究與開發(fā)的課題。

低壓鑄造模具、重力鑄造模具及粉末冶金精密模具

今年低壓鑄造模具、重力鑄造模具及粉末冶金精密模具也在這次展會中也亮點突出。如寧波舜邦模具科技有限公司粉末冶金齒輪模具,采用先進設(shè)計技術(shù),精準(zhǔn)控制材料收縮,生產(chǎn)出超精密粉末冶金齒輪,用該齒輪模具生產(chǎn)出的齒輪,其齒形、齒向、單齒、累積齒距偏差和徑跳偏差圴達到4級,為國際領(lǐng)先水平。鎂合金的低壓鑄造、反重力鑄造、鈦合金的粉末冶金等成型工藝與模具也在不斷創(chuàng)新。

總體來看,壓鑄模具/鑄造模具行業(yè)的發(fā)展上還需注重在技術(shù)創(chuàng)新、模具研發(fā)以及人才培養(yǎng)等方面加大投入,提升空間仍十分廣闊,加強模具新材料、新工藝等方面的研發(fā)與創(chuàng)新并使模具實現(xiàn)其功能技術(shù)要求。展望未來,中國已經(jīng)有成熟的壓鑄、鑄造工業(yè)基礎(chǔ)與應(yīng)用需求,特別是新材料、新工藝、新裝備的出現(xiàn)與快速運用,迫使壓鑄模具/鑄造模具行業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈上不斷提升,以瞄準(zhǔn)世界新材料成形前沿、積極創(chuàng)新、以產(chǎn)業(yè)鏈的上下游協(xié)同不斷開拓國內(nèi)外市場,不斷沖擊本領(lǐng)域國際運用智高點與制高點。

四、 模具標(biāo)準(zhǔn)件(零件)

從本次參展的模具標(biāo)準(zhǔn)件廠商和展品中,可以看出標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)業(yè)與模具產(chǎn)業(yè)并行發(fā)展,外資企業(yè)與內(nèi)資企業(yè)的部分新穎展品讓人眼前一亮,展示出新的發(fā)展方向。下面就模具標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)的亮點、行業(yè)狀況以及發(fā)展動態(tài)等分別進行闡述。

1. 模具標(biāo)準(zhǔn)件“精模獎”亮點

本屆展會上的模具標(biāo)準(zhǔn)件在不同角度反映出新能源汽車所帶來的新變化,模具標(biāo)準(zhǔn)件企業(yè)展出的產(chǎn)品具有很大的變化,模具標(biāo)準(zhǔn)件“精模獎”申報的項目也有不同。本屆模具標(biāo)準(zhǔn)件“精模獎”申報項目比上屆增加45%,涉及的行業(yè)從單一的汽車沖壓模具擴展到醫(yī)療、注塑、電機鐵芯模具標(biāo)準(zhǔn)件及產(chǎn)品,模具標(biāo)準(zhǔn)件申報的領(lǐng)域在擴展、細化,在技術(shù)方面突顯了很多亮點。①標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化設(shè)計開發(fā)。如湖南博云東方的電機鐵芯硬質(zhì)合金環(huán)形凹模標(biāo)準(zhǔn)化、系列化開發(fā),突破了“一模一件、以大改小”的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式。武漢科爾在高速高強板斜楔系列開發(fā)中,綜合利用CAD/CAM/CAE技術(shù)提升了企業(yè)的數(shù)字化、自動化水平。②加工工藝和設(shè)備的突破。如黃巖煒大的可伸縮標(biāo)準(zhǔn)件采用5軸+2軸聯(lián)動加工替代線割、電火花加工,效率提升,表面質(zhì)量提高。③創(chuàng)新性技術(shù)的突破。如大連盤起的隨行水路成形鑲件,采用了P-Bas技術(shù)將兩個以上的帶有部分水路的金屬鑲拼件進行加熱加壓焊接,并達到原材料90%以上的接合強度,使隨形水路金屬鑲拼件一體化成形,從而獲得隨形水路冷卻系統(tǒng)。

智能模具標(biāo)準(zhǔn)件顯現(xiàn)智能雛形。如東風(fēng)科爾的自感應(yīng)斜鍥,在摩擦板上加上溫度傳感器,實現(xiàn)了摩擦副表面溫度的在線檢測與報警。還有氮氣彈簧壓力自感應(yīng)報警系統(tǒng)的動態(tài)演示等,展現(xiàn)出模具標(biāo)準(zhǔn)件企業(yè)對數(shù)字化、智能化的追求。

2. 模具標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)現(xiàn)狀

參加本屆展會的模具標(biāo)準(zhǔn)件廠家數(shù)量比2020年展會增加了約27%,主要的模具標(biāo)準(zhǔn)件廠家都展示了他們最具代表性的產(chǎn)品?？梢钥闯?新能源汽車的迅猛發(fā)展,對模具標(biāo)準(zhǔn)件提出低成本、短周期、多品種、高品質(zhì)的要求,幾家實力強的模具標(biāo)準(zhǔn)件廠家都感到常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)品的同質(zhì)化現(xiàn)象仍然比較嚴(yán)重。本屆展會上重點展出了一些產(chǎn)業(yè)模具特需的新的模具標(biāo)準(zhǔn)件,如盤起大量展出醫(yī)療、注塑模具、電池盒模具標(biāo)準(zhǔn)件。優(yōu)德主要展出了高精度齒輪、齒條和基于直線傳動技術(shù)的自動化設(shè)備傳動零部件等。另外,海外的FIBRO、 OMCR、 GSB模具標(biāo)準(zhǔn)件廠家加大了進入到中國市場的產(chǎn)品推銷,國內(nèi)的一些OEM模具標(biāo)準(zhǔn)件工廠也從后臺走向前臺,如河北滄州的正美、鵬達、豐久、松旭等模具標(biāo)準(zhǔn)件廠逐步形成了標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)業(yè)集群,推動了模具標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大。

模具標(biāo)準(zhǔn)件廠家通過展會帶來新的驅(qū)動力,海外模具標(biāo)準(zhǔn)件廠家爭奪的是高端產(chǎn)品市場,而國內(nèi)實力強的標(biāo)準(zhǔn)件廠也開始進入了醫(yī)療、FA、新能源汽車模具領(lǐng)域,中低端標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)品的競爭進入了白熱化的降本內(nèi)卷階段。產(chǎn)品同質(zhì)化、品質(zhì)低水平已經(jīng)影響到了模具標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)的發(fā)展,使國內(nèi)的模具標(biāo)準(zhǔn)件廠家不斷尋求新的出路。如河北滄州的模具標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)業(yè)正在努力打破這種格局,構(gòu)建大的模具標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)業(yè)集群和區(qū)域優(yōu)勢,并結(jié)合周邊大批模具廠的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)優(yōu)勢,開展降本提質(zhì),在常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)業(yè)中獨樹一幟,不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量,模具標(biāo)準(zhǔn)件企業(yè)也變得越來越強大。

3. 模具標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)的發(fā)展動態(tài)

國內(nèi)實力較強的標(biāo)準(zhǔn)件企業(yè),如盤起、米思米、優(yōu)德在逐步淡化對常規(guī)模具標(biāo)準(zhǔn)件的生產(chǎn)、銷售與同質(zhì)化競爭,如減少了導(dǎo)向類、斜楔類、定位類等同質(zhì)化產(chǎn)品的銷售份額,這類產(chǎn)品正逐步擴散到河北中小型的模具標(biāo)準(zhǔn)件企業(yè)。米思米轉(zhuǎn)向FA、盤起轉(zhuǎn)向醫(yī)療、注塑、新能源汽車標(biāo)準(zhǔn)件,優(yōu)德轉(zhuǎn)向自動化直線傳動機構(gòu)(直線導(dǎo)軌、齒輪齒條)、自動控制字碼,科爾轉(zhuǎn)向高速高強板的高端斜楔系列產(chǎn)品,各廠家增加或升級了自動化生產(chǎn)線,努力加快實現(xiàn)柔性制造系統(tǒng)的能力,實現(xiàn)降本增效。同時,重視產(chǎn)品的創(chuàng)新開發(fā)和知識產(chǎn)權(quán)的保護,形成了大量的產(chǎn)品專利。河北滄州形成的區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群,走“專精特新”之路,正在向精細化、專業(yè)化生產(chǎn)挺進,逐步形成沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件的集群生產(chǎn)優(yōu)勢、價格優(yōu)勢,已經(jīng)在我國常規(guī)模具標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)品中具有不可替代的作用。其標(biāo)準(zhǔn)件的制造精度、外觀質(zhì)量、一次性裝配合格利率都在不斷提升,正在闖出一條精細化、專業(yè)化產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)展之路。

模具的低成本需求促使模具標(biāo)準(zhǔn)件企業(yè)開展了經(jīng)濟型氮氣彈簧、經(jīng)濟型斜楔等新產(chǎn)品的研發(fā),看上去是迎合模具市場降成本,實際上起到了擴大模具標(biāo)準(zhǔn)件的新產(chǎn)品系列,助推專業(yè)化、規(guī)?；＞咧圃煨ЧＤ壳?國外整車企業(yè)的降本需求,使得汽車模具標(biāo)準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)體系也在發(fā)生改變,如FORD、 GM、 FCA融入了JIS的部分標(biāo)準(zhǔn)件成為自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),日產(chǎn)NISSAN也大量收錄了雷諾RENAULT標(biāo)準(zhǔn),不同標(biāo)準(zhǔn)在相互融合,而國內(nèi)的很多標(biāo)準(zhǔn)件廠家很難進入到這類標(biāo)準(zhǔn)的制造體系。

另外,氮氣彈簧產(chǎn)品國內(nèi)的同質(zhì)化使得一些廠家難以生存,各企業(yè)生產(chǎn)工藝上有較大差距,沒有形成專業(yè)化集群合力,對產(chǎn)品的安全性研究還沒有走的更高和更遠,部分原有的氮氣彈簧廠家則轉(zhuǎn)向液壓、熱成形產(chǎn)品。盡管廣東的欣悅、耐力特、大通,江浙的力戈、耐瑪鑫、極固、湖南邵陽的興達、重慶的特力普爾都在努力提升自己的能力。

但關(guān)鍵的主密封件及材料上還高度依賴進口,這類密封件產(chǎn)品在基礎(chǔ)研究方面還較落后,柱塞桿潤滑油在提高使用壽命方面也是薄弱環(huán)節(jié)。延時氮氣彈簧起步晚,還不能完全替代進口產(chǎn)品,技術(shù)上還不是非常成熟,可靠性和壽命不穩(wěn)定,模具廠家主要還需要依賴進口。

五、 我國模具技術(shù)發(fā)展的趨勢

2023年3月13日李強總理指出:“要集中力量推動高質(zhì)量發(fā)展,牢牢把握高質(zhì)量發(fā)展這個首要任務(wù)”。我們國家已經(jīng)進入中國制造從大到強的新階段,構(gòu)建高質(zhì)量的制造業(yè)是提升我國綜合國力與核心競爭力以及保障國家經(jīng)濟安全和可持續(xù)發(fā)展的必由之路。我國制造業(yè)要努力提高自己的核心競爭優(yōu)勢,實現(xiàn)在新一輪的產(chǎn)業(yè)革命中,由“并跑者”變成“領(lǐng)跑者”。制造業(yè)的“高質(zhì)量發(fā)展”已經(jīng)成為現(xiàn)階段我國制造業(yè)發(fā)展的基本國策。顯然,模具作為制造業(yè)的高端定制化專用成形裝備,其高質(zhì)量發(fā)展的好壞直接影響了制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展水平,是首要的高質(zhì)量發(fā)展領(lǐng)域。

今天的模具技術(shù)是應(yīng)用新一代通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、云技術(shù)和人工智能技術(shù)、超算技術(shù)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的模具設(shè)計、制造、工程服務(wù)、產(chǎn)線量產(chǎn)、實時交互等制造生態(tài)的集成應(yīng)用。作為工業(yè)母機等材制造的成形核心,模具所具的是新材料、新工藝、新技術(shù)實現(xiàn)下游制造業(yè)零件制造屬性的載體作用;隨著工業(yè)用材和成形工藝的不斷創(chuàng)新需求,在以輕金屬帶鋼、以塑帶木、以塑帶金屬;模具在替代電鍍工藝(綠色制造),復(fù)合材料成形等制造領(lǐng)域發(fā)揮的創(chuàng)新屬性的工程化作用;以及提供實現(xiàn)模具為下游零件成形提供一體化的解決方案,為成形產(chǎn)線的規(guī)?；圃旖当驹鲂?更具有制造效能屬性的放大作用,是工業(yè)母機等材制造最有典型性的運用場景。

此外,今年特斯拉的降價吹響了汽車領(lǐng)域低成本競爭的號角,同時也啟動了我國模具制造業(yè)“低成本制造”的按鈕,模具的“低成本制造”既包括了模具低成本、成形工藝的低成本、物流及管理的低成本等,還包括了制件及相關(guān)制造領(lǐng)域的低成本,是模具及其相關(guān)裝備全產(chǎn)業(yè)鏈上的“低成本制造”,“低成本制造”將成為我國模具制造業(yè)未來一段時間的主旋律。由此可見,模具的高質(zhì)量發(fā)展以及低成本制造將成為擺在我國模具企業(yè)面前的兩大發(fā)展課題,也是我國模具行業(yè)發(fā)展的重要機遇與挑戰(zhàn)。

1. 智能化推動了模具產(chǎn)業(yè)鏈延伸,以模具為核心的智能集成制造系統(tǒng)開始走向成熟

模具的數(shù)字化與智能化已經(jīng)被廣大模具企業(yè)所接受,模具骨干企業(yè)紛紛組建模具數(shù)字化、智能化中心或部門,有的甚至計劃建立模具智能化平臺公司。本屆模展中出現(xiàn)了多條以模具成形為核心的制造生產(chǎn)線和制造單元,傳感器的應(yīng)用已經(jīng)開始快進,模具的智能化控制已經(jīng)出現(xiàn)成熟的應(yīng)用。如天津津榮的“滅弧室組件沖鉚一體化自動成形設(shè)備”、寧波美高的“動簧組模內(nèi)視覺智能檢測篩選與模內(nèi)鉚接精密沖壓級進?！?、賽豪的“車燈層疊?！币约翱▕W斯模具(青島)有限公司的“大型深腔工藝物聯(lián)桶類注塑模具”等都是這類模具智能化的代表。說明以模具成形為核心的智能制造生產(chǎn)線和制造單元發(fā)展迅速,模具產(chǎn)業(yè)鏈在不斷延伸,模具智能制造生產(chǎn)線已經(jīng)成為模具產(chǎn)業(yè)的一個重要組成,模具行業(yè)的邊界由單純的模具延伸至裝備生產(chǎn)線領(lǐng)域,這也是近五年模具行業(yè)發(fā)展的重要方向。

2. 創(chuàng)新引領(lǐng),不斷挑戰(zhàn)國際前沿技術(shù)

我國制造業(yè)的模仿創(chuàng)新時代已經(jīng)過去了,原始創(chuàng)造創(chuàng)新已經(jīng)成為新的主流。目前的國際形勢使得“引進—消化—吸收—再創(chuàng)新”的技術(shù)引進模式遭遇空前阻力,很難走下去了。在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的檔口,創(chuàng)新突圍成為唯一的選擇。而原始創(chuàng)新(從0—1)如果沒有基礎(chǔ)科學(xué)的支撐是不可能實現(xiàn)的,必須做到知其然,并知其所以然。因此,“科學(xué)制造”是推動制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然選項。本屆展會中獲精模獎一等獎的模具中,有通過模具成形過程的控制、修改局部結(jié)構(gòu)和尺寸公差來實現(xiàn)成形過程中應(yīng)力分布的調(diào)整,從而獲得成形件的高精度。還有通過冷沖壓模具刃口冷卻來控制沖壓過程中的溫升,從而獲得成形件的高精度尺寸公差控制。此外,哈爾濱工業(yè)大學(xué)的“實時調(diào)控應(yīng)力狀態(tài)的雙向加壓成形工藝”、中國運載火箭技術(shù)研究院的“基于成分與能場調(diào)控消減大尺度效應(yīng)的大型鑄錠制備技術(shù)”以及上海交通大學(xué)的“燃料電池金屬極板近百根流道同步成形和回彈控制的工藝圖譜”等。說明國內(nèi)模具企業(yè)和大學(xué)已經(jīng)開始將“科學(xué)+成形”應(yīng)用到模具成形技術(shù)、模具設(shè)計與制造中,代表著下一代模具及其成形技術(shù)發(fā)展的新動向。

3. 極端成形技術(shù)與模具已經(jīng)成為模具技術(shù)發(fā)展的重要方向

極端成形一直是世界成形技術(shù)的前沿。極端成形模具的設(shè)計與制造不僅要求模具設(shè)計結(jié)構(gòu)的合理、精準(zhǔn),還要突破制造加工領(lǐng)域的難題,其中涉及了大量的設(shè)計成形基礎(chǔ)理論和技術(shù),是“科學(xué)+成形”的典范。近幾年,隨著特斯拉一體化壓鑄、一體化成形技術(shù)的推廣應(yīng)用,迫使國內(nèi)模具企業(yè)紛紛跟進,向極端成形技術(shù)與模具方向發(fā)展。小鵬汽車G6的“扶搖”架構(gòu)采用前后一體式鋁壓鑄車身,集成零件數(shù)161個,其整車扭轉(zhuǎn)剛度大幅提升至42000N·m/deg,比傳統(tǒng)車身提升50%。華人運通高合汽車一體化壓鑄后座艙將應(yīng)用于第三款車型SUV HiPhi Y上。然而,“一體化承載式車身壓鑄成形工藝與裝備”也作為“高性能制造技術(shù)與重大裝備”重點專項入選國家重點研發(fā)計劃,說明還有很多難題需要攻克。如一體化壓鑄件模具壽命低、鑄件合格率低以及生產(chǎn)成本與精度控制等難題。

本次國內(nèi)模具的集體亮相,也出現(xiàn)了不少極端成形工藝為代表的模具成形技術(shù),超薄、超厚、超微、超大型成形件的模具,代表著我國極端成形模具正在成為我國模具技術(shù)的制高點。如三佳機械(上海)有限公司的“超薄燃料電池金屬雙極板成形技術(shù)與模具”、豪斯特的“超大型精密級進沖壓模具”、成飛集成的“高強鋁合金門環(huán)一體化溫?zé)岢尚文＞摺币约岸鄠€企業(yè)開發(fā)的“汽車雙門環(huán)拼焊板一體化成形技術(shù)”等,展示出極端成形技術(shù)與模具旺盛的發(fā)展勢頭。

4. 模具產(chǎn)業(yè)鏈同質(zhì)化現(xiàn)象依然嚴(yán)峻,“專精特新”之路任重而道遠

我國制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)是更高水平、更有競爭力的制造產(chǎn)業(yè)鏈,模具成形產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)侵圃鞓I(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上的重要一環(huán)。從本屆展出的模具中,可以明顯感到模具產(chǎn)業(yè)鏈的“胖瘦不均”,低端產(chǎn)品的同質(zhì)化現(xiàn)象依然嚴(yán)峻,特別是汽車模具、模具標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)的產(chǎn)品尤為嚴(yán)重。如何破解這一長期存在的難題是模具全行業(yè)和企業(yè)必須面對的問題,國家提出了發(fā)展“專精特新”的企業(yè),培育各個領(lǐng)域的單打冠軍、“專精特新”小巨人企業(yè)、以及協(xié)同配套的專家型企業(yè),給我國模具行業(yè)的企業(yè)指明了方向。模具企業(yè)只有按照實現(xiàn)成形工藝及模具控性、控型功能的“強鏈、固鏈、補鏈、延鏈”的方向發(fā)展,走“專精特新”之路,才是破解這一難題的重要途徑。

5. 低碳經(jīng)濟迫在眉睫,模具低碳仍在探索路上

“中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,2060年前實現(xiàn)碳中和”,這是我們國家對世界的承諾,也說明我國2025—2030年將出臺一系列的“碳”政策。實際上,目前很多整車企業(yè)已經(jīng)要求在提供零部件的同時,提交相應(yīng)的零件碳值,說明低碳經(jīng)濟迫在眉睫。模具作為零部件制造的母機,“低碳”包括使用模具生產(chǎn)的零部件以及模具設(shè)計制造本身兩個方面的“低碳”。因此,低碳成形工藝與方法、低碳模具設(shè)計與制造就成為我國“雙碳”政策實現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)。本屆展會已經(jīng)出現(xiàn)了輕量化模具,模具實現(xiàn)減重20—30%,不但減少了模具材料的使用量,還減少了模具生產(chǎn)中的能量損耗。然而,低碳模具、低碳制造要求更科學(xué)的設(shè)計、制造和理論支撐,這也對模具行業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)。模具企業(yè)還需要不斷地探索低碳的實現(xiàn)方式和途徑,結(jié)合高質(zhì)量發(fā)展與低成本制造,闖出一條中國模具的低碳發(fā)展實現(xiàn)之路。

6. 輕質(zhì)材料將給模具發(fā)展帶來巨大的挑戰(zhàn)與機遇

新材料需要新工藝,新工藝則要求開發(fā)新裝備。模具作為材料成形的基礎(chǔ)成型工藝裝備,是受材料影響最大的制造裝備?！半p碳”以及飛行汽車的出現(xiàn)將使輕質(zhì)材料飛速發(fā)展,輕質(zhì)材料的成形技術(shù)與模具技術(shù)是模具發(fā)展的重要方向。模具行業(yè)需要緊盯輕質(zhì)材料的發(fā)展,特別是在模具成形中成形成性的材料以及光學(xué)要求、磁性能要求、殘余應(yīng)力控制及可靠性要求等的零件。制造出來的零件不僅僅是形狀、精度達到要求,其組織性能、力學(xué)性能、光學(xué)性能以及電磁性能等也需要達到要求。因此,模具成形中必須考慮材料組織、性能變化、應(yīng)力變化、電磁性能變化等,給輕質(zhì)材料的成形與模具設(shè)計帶來了巨大的挑戰(zhàn)。同樣,挑戰(zhàn)伴隨著機遇,模具企業(yè)可以抓住這一個機遇,發(fā)展專項模具及其成形技術(shù),完成向“專精特新”企業(yè)的轉(zhuǎn)型。

當(dāng)今國際制造業(yè)競爭版圖正在重構(gòu),發(fā)達國家對我國制造業(yè)的圍堵加劇,后起的發(fā)展中國家又緊逼追趕,國際產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈呈現(xiàn)出區(qū)域化、分割化以及專業(yè)集群化傾向,使我國制造的產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈?zhǔn)艿絿?yán)峻的挑戰(zhàn)。模具行業(yè)將如何應(yīng)對這一局面?丁文江院士指出:“企業(yè)制勝首先要有核心科技,有核心技術(shù)企業(yè)才能活下來,如果只是簡單拼裝,活下來的概率很小。只有掌握核心技術(shù),企業(yè)才能在激烈的市場競爭中脫穎而出;只有戰(zhàn)略先人一步,跨入高門檻行業(yè),才能贏得發(fā)展優(yōu)勢”。這一段話也清晰地指出了我國模具企業(yè)發(fā)展的核心問題,關(guān)鍵核心技術(shù)是買不來、拿不到的,模具企業(yè)只有自主創(chuàng)新,利用好數(shù)字化、信息化和智能化,抓住當(dāng)前的發(fā)展機遇,在產(chǎn)業(yè)鏈上做文章,發(fā)展上走“專精特新”之路,成為模具領(lǐng)域的單項冠軍和協(xié)同配套供應(yīng)鏈專家的小巨人企業(yè),才能在未來的競爭中立于不敗之地。