浅谈国内外模具新材料发展

王喆

摘 要：随着我国模具产品质量等工艺技术的提升，国内模具行业已经成为世界的焦点。在未来行业发展中，技术创新提升，是行业高速发展和市场需求中最重要的条件。我国模具业虽然起步晚，前期很长时间也是以低端产品为主要，但是随着逐渐转型升级，行业的新机遇已经呈现。

关键词：模具；产品质量；智能控制

随着模具日趋大型化，模具的精度也越来越高。十年前，精密模具的精度一般为5μm，后来可以达到2μm，现在已经可以达到1μm精度，甚至有的企业加工精度达已然到0.3～0.5μm的超精准模具，使用寿命达到3亿～4亿次的长寿命模具、能与2500次/分钟高速冲床配套的高速精密冲压模具、实现多料和多工序成形的多功能复合模具、能实现智能控制的复杂模具等。热流道技术模具不仅可以提高制件的生产率和质量，还可以大幅度节约制件的原材料。随着热流道技术的推广应用，热流道模具在塑胶模具中的比重将逐步提升。同时，随着塑胶成形工艺的不断提高与发展，气辅模具及适用高压注射成形等工艺的模具也将随之发展。气体辅助注射成形的技术已经比较成熟，它能改善塑件的内在与外观质量，具有注射压力低，制品变形小，易成型壁厚差异较大的制品等优点，而且还可以节约原材料，提高制件生产率，从而大幅度降低成本。模具标准件的应用也将日趋广泛，所以快速模具经济的前景还是比较广阔的。车辆与电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例將不断提高，同事对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。随着以塑代钢、以塑代木的进一步发展，塑料模的比重不断提高，由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对塑料模的要求也越来越高。

塑料成型模具可分为三大类，即注射成型模具、中空成型模具和挤出成型模具。我国现有制造水平，以注射成型模具为最高，中空成型模具为最低，如化妆品瓶子的吹塑模具，无论从造型以及质量上远不能适应出口要求。

目前，我国模具行业在体制改革与机制转换过程中取得了一定成效。现有国企无论是数量还是产量，占比都不大，差不多是全行业的3%；股份制、私营和三资企业占绝对优势，从而也使得整个行业活力倍增。比如国内生产的小模数塑料齿轮等精密塑料模具已达到国外同类产品水平；在齿轮模具设计中采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型压缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线造型要求。显示管隔离器注塑模、高效多色注射塑料模、纯平彩电塑壳注塑模等精密、复杂、大型模具的设计制造水平也已达到或接近国际水平。使用CAD三维设计、计算机模拟注塑成形、抽芯脱模机构设计等新颖的手段对精密、复杂模具的制造水平提高起到了很大作用。

虽然在这十多年国内中注塑模具工业取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。精密加工设备在模具加工中的比重还比较低，CAD/CAE/CAM技术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，此类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。

国外发达国家的模具厂大体有两种：独立的模具厂，或者隶属于一些大的集团公司的模具厂。无论哪种，规模都不大，但是专业化程度高，生产效益高。注塑模具制造行业的最基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。追求目标是提高产品质量及生产效率。国外发达国家模具标准化程度达到70%～80%，实现部分资源共享，大大缩短设计周期及制造周期，降低生产成本，最大限度地提高模具制造业的应变能力满足用户需求。模具企业在技术上实现了专业化，在模具企业的生产管理方面，也有越来越多的采用以设计为龙头、按工艺流程安排加工的专业化生产方式，降低了对模具工人技术全面性的要求，强调专业化。

国外注塑成型技术在也向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展。因此模具也向高精度复杂、多功能的方向发展。例如：组合模、即钣金和注塑一体注塑铰链一体注塑、活动周转箱一体注塑、多色注塑等；向高效率、高自动化和节约能源，降低成本的方向发展。例如：叠模的大量制造和应用，水路设计的复杂化、装夹的自动化、取件全部自动化。

我国注塑模具行业与其发展需要和国外先进水平相比，主要存在以下问题：

（1）发展不平衡，产品总体水平较低，虽然有个别企业的部分产品已达到或接近国际水平，但总体来看，模具的精度、型腔表面粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。

（2）工艺装备落后，组织协调能力差，虽然部分企业经过近几年的技术改造，工艺装备水平已比较先进，但大部分企业工艺装备仍比较落后。企业的组织协调能力差，难以整合或调动社会资源为我所用，从而就难以承接比较大的项目。

（3）多数企业开发能力弱，一方面是技术人员比例低、水平不够高，另一方面是科研开发投入少，观念落后，对开发不够重视。

（4）供需矛盾一时还难以解决。模具工业的总体水平依然落后于国际先进水平，模具产出依然满足不了模具市场需求，国产模具对市场的满足率不到80%。尤其是模具技术含量高的中高档模具，满足率不到60%。市场需求旺盛，生产发展一时还难以跟上，供不应求的局面还将持续一段时间。

坚持科学发展观，以结构调整为主线，以技术进步为依托，创新驱动，“好”字当头，搞好信息化与工业化的融合，以提高行业整体实力和企业核心竞争力为主要目标，深化改革，开拓市场，苦练内功，着力转变发展方式，提升软实力，更好地为提高装备制造业总体水平，为我国实现低碳经济和国防现代化服务，从而也为我国模具行业到2020年步入世界模具强国奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]王旭东.微孔注射成型技术的应用[J].工程塑料应用，2012，03.

[2]李红林，贾志欣.应用Pro/E设计精密注射.模具的方法研究[J].电加工与模具，2015，01.

[3]周亮，丁怡.用Auto Lisp进行注射模浇注系统参数化设计[J].机械研究与应用，2014，03.endprint