卫生用品行业旋转模切技术的发展现状和趋势

郭尚接 三明市普诺维机械有限公司

卫生用品行业旋转模切技术的发展现状和趋势

Rotary Die Cutting Technology in Hygiene Products Industry

郭尚接 三明市普诺维机械有限公司

一 旋转模切概述

旋转模切组件（如图1）由模切刀辊、砧辊、模切刀架、加压机构、润滑机构和辅助传动机构等部分组成，在合理的压力下，利用刀辊刃口与砧辊表面的同步滚动实现连续高效切割。该组件是生产线上最关键的核心部件之一，模切组件的制造精度和模切刀辊的耐磨性直接影响生产线的运行效率和产品的成本（如图2），设备速度越快，制造精度的要求越高，刀辊的耐磨性要求也越高。

图1 旋转模切组件

决定模切刀辊使用寿命的因素主要有：刀辊的材质、热处理工艺、刀辊的制造精度、刀架的刚性和精度、生产线的运行速度、卫材的可切割性、操作者的技能和维护保养等。

旋转模切技术（又称圆压圆模切技术）适用于所有柔性材料的高效连续模切，如非织造布、塑料薄膜、纸张和铜/铝箔等制品。目前，中国旋转模切技术不断进步，已经逐步替代了落后的平面冲切生产模式，大幅度提高了模切效率，特别是在一次性卫生用品和包装印刷等高速设备上得到了成熟运用。广泛用于卫生巾、护垫、婴儿/成人纸尿裤（训练裤）、口罩、围兜、围裙、医用膏贴、面膜、雨伞布、包装纸盒、标签标贴、手套、塑料袋等生产线，涉及近20多个行业。本文阐述的一次性卫生用品包括卫生巾、护垫、乳垫、婴儿/成人纸尿裤和训练裤等，该行业旋转模切刀辊的运用技术基本可以代表中国旋转模切技术的发展水平，其他行业的发展相对比较滞后。

二 我国卫生用品行业旋转模切技术的发展现状

1 行业越来越关注效率和成本

中国卫生用品行业从20世纪90年代初开始兴起，历经20多年的发展和整合，整个行业已进入了成熟发展阶段，竞争越来越激烈，产业链上的相关企业都面临如何提高效率和降低成本的考验和挑战。卫生用品制造商的竞争尤其激烈，再加上人力资源缺乏的困扰，很多知名品牌产品生产商都在探讨精益生产方式以谋求效益最大化，这些需求倒逼设备制造商和相关核心部件制造商必须快速提升各自的技术水平。

2 高端模切刀辊的需求量越来越大

2015年以来，行业中高端设备制造商的技术提升迅速，各类生产线的稳定运行速度和自动化程度都显著提高，全伺服生产线（含自动包装机）已成为行业主流，其中卫生巾、纸尿裤、训练裤等生产线运行速度已突破或接近300m/min大关。生产线的全面提升对旋转模切组件的制造精度和模切刀辊的耐磨性提了更高的要求，由于临界速度和耐磨性都适应不了高速生产线的要求（见图3），传统工具钢和高速钢模切刀辊已逐渐被淘汰，行业对粉末钢和硬质合金模切刀辊的需求量迅速增加，2016年卫生用品行业粉末钢和硬质合金模切刀辊的总量首次超过了高速钢模切刀辊的总量（见图4）。这充分说明设备制造商和越来越多的卫生用品生产商已认识到高端刀辊的重要性和性价比的巨大优势。

表1 模切刀辊发展进程

图3

图4

3 模切刀辊关键技术取得新突破

近几年，在终端卫品生产商的支持和设备制造商的大力配合下，通过企业之间、校企、院企等多种合作方式，行业旋转模切关键技术取得了很多重大突破。

首先，解决了硬质合金模切刀辊的核心工艺难题，国内普诺维公司已经全面推出硬质合金模切刀辊，直径最大可以做到500mm。各项质量和技术指标已达到或接近国际同类产品的使用数据，打破了硬质合金刀辊长期由海外公司垄断的局面。

其次，国产粉末钢已经开始用于旋转模切行业。国产硬质合金的压制和烧结工艺也取得突破，并已经完成模切刀辊试制，接受终端客户的检验。

粉末钢模切刀辊的热处理工艺已得到进一步完善，制造精度达到同等产品的国际先进水平，基本可以满足300m/min生产线的配置要求。该类产品已趋于成熟并完全替代了进口产品。

4 旋转模切行业发展的困境

整个卫生用品行业的模切刀辊市场容量较小，2016年含进口刀辊只有约3.5亿元左右，同时模切刀辊属于非标模具，几乎都是单件订制化生产，制造周期长，投入产出比较低。大企业根本不愿意介入该领域，早期一些研究所和制造商也先后退出该行业。现有的国内10几家模切刀辊制造商大部分都是中小微企业，良莠不齐，工艺和质量控制水平相对较弱，没有足够的人力和物力去投入研发和引进关键设备，关键工序（如热处理等）都是委外加工或装备落后。目前，行业内像三明普诺维公司已建立了完整的模切刀辊机械加工、热处理、材料化验、检测、实验等全流程工艺装备。如果模切刀辊制造商不能尽快转型升级，提升自身的综合能力，将很难适应行业的快速发展。

解决关键工艺的设备、超硬钢材、元器件等都依赖进口，是旋转模切行业最大的瓶颈，同时行业缺少特种钢材研发机构和解决关键工艺的技术人才，造成制造商在研发和技改过程中困难重重，走了很多弯路，技术提升速度缓慢。如果模切刀辊制造商们不能提升研发能力，继续重复走复制、仿制的老路，国际高端模切刀辊制造商将会重新夺回他们失去近20多年的中国市场。

旋转模切刀辊制造商处于卫生用品产业链中游，两头受挤压，每个企业几乎都是垫资生产；原材料库存、生产、资金回笼等的周期都很长，造成每个企业的资金压力很大；中低端企业之间无序的价格竞争致使行业利润越来越低；另外，企业的知识产权意识薄弱，诚信度不高，这些也是严重制约旋转模切行业发展的重要因素。

三 卫生用品行业旋转模切技术的发展趋势

1. 卫生用品行业产业链上下游细分市场的集中度越来越高，规模效应越来越明显，卫生用品生产商们将越来越追求生产线的高效率和自动化程度。因此，如何稳步提升生产线的运行速度和自动化程度是设备制造商和配套模切组件制造商将长期面临的挑战。

2. 高端模切刀辊的需求量会继续增加，国内制造商将直接面对海外公司的竞争；同时由于刀辊使用寿命大幅度提高，卫生用品行业模切刀辊的总用量在一定时间后将急剧下降，模切刀辊制造商转型升级的压力进一步加大。

3. 粉末钢和硬质合金胚料国产化是未来旋转模切行业的发展趋势，进口钢材价格高，只有走国产化道路，我国的旋转模切行业才能持续发展。

4. 模切专业技术人才缺乏将继续困扰整个行业的发展，涉及制造、研发、使用、维护等各个层面，在人才培养短期得不到有效解决的环境下，卫品生产商、设备制造商、模切组件制造商等相关企业建立合作联盟，共享人才资源是一条互惠互利的出路。

5. 高端模切刀辊制造商未来最大的威胁是水切割和激光切割；在小批量订制化生产中，磁性刀辊会有一定的发展空间。

目前，卫生用品行业迎来发展的良好契机，中国实施二孩生育政策和老年社会的到来，在一段时间内会刺激行业的快速发展和缓解竞争压力，行业产业链相关细分行业应该抓住整合和转型升级的良机，转变观念，增进合作，提高尊重知识产权和专利保护意识，提高行业的诚信度，共同维护行业的利益和促进行业的良性发展。