塑膠擠出模具的市場現(xiàn)狀
一、我國塑料模具基本情況
我國模具生產(chǎn)最為集中的地區(qū)在珠三角和長三角地區(qū),約占全國模具總產(chǎn)值的三分之二以上,模具發(fā)展有力地支持著這兩個地區(qū)工業(yè)的快速發(fā)展。從1999年至2009年產(chǎn)值從250億元增長到979.45億元,年均增長率在14.8%;進(jìn)口從9.8274億美元增至19.64億美元;出口從1.328億美元增至18.43億美元;進(jìn)口:出口從6.6:1跌至1.06:1。表明了我國模具工業(yè)總產(chǎn)值呈逐年遞增趨勢,模具進(jìn)口金額的增幅有逐年下降的趨勢,出口比例逐年加大,同時反映我國模具任是供不應(yīng)求的狀態(tài),仍為世界上模具年進(jìn)口量較大的國家。
二、塑料模具在我國的地位與應(yīng)用
近年來,我國塑料模具業(yè)發(fā)展相當(dāng)快,目前,塑料模具在整個模具行業(yè)中約占30%左右。當(dāng)前,國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大,其中發(fā)展重點為工程塑料模具。
我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求,僅汽車行業(yè)將需要各種塑料制品36萬噸;電冰箱、洗衣機和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過1000萬臺;彩電的年產(chǎn)量己超過3000萬臺。到2010年,在建筑與建材行業(yè)方面,塑料門窗的普及率為30%,塑料管的普及率將達(dá)到50%,這些都會大大增加對模具的需求量。
建筑、建材業(yè)塑料建材可大量代鋼、代木、替代傳統(tǒng)建材,將在今后得到越來越多的應(yīng)用。預(yù)測2005年建筑用塑料制品的占總產(chǎn)量16%,約400萬噸,因此塑料建材模具需求量將增長較快。由于國家己明令禁止使用鑄鐵管道,代之以塑料管材,預(yù)計2010年全國新建住宅室內(nèi)排水管80%及城市供水50%將采用塑料管。同時,國家正在大力發(fā)展塑料門窗,到2010年塑料門窗和塑料管的普及率將達(dá)到30%-50%,塑料排水管的市場占有率將超過50%。
家電行業(yè)近期家電業(yè)所需模具量年增長率為10%。一臺電冰箱約需模具350副,價值約400萬元;一臺全自動洗衣機約需模具200副,價值3000萬元;一臺空調(diào)器僅塑料模具就有20副,價值150萬元;單臺彩電大約共需模具140副,價值約700萬元。則僅彩電模具每年就有約28億元的市場。隨著家電市場競爭的白熱化,外殼設(shè)計成為重要的一環(huán),對家電外殼的色彩、手感、精度、壁厚等都提出新要求。業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為,大型、精密、設(shè)計合理(主要針對薄壁制品)的注塑模具將得到市場的歡迎。
因此,有專家預(yù)測,在未來的模具市場中,塑料模具在模具總量中的比例將逐步提高,且發(fā)展速度將高于其他模具。
三、塑料模具的新發(fā)展趨勢
近年來,全球制造業(yè)正以垂直整合的模式向中國及亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移,中國正成為世界制造業(yè)的重要基地。制造業(yè)模式的變化,必將產(chǎn)生對新技術(shù)的需求,也必將導(dǎo)致CAD技術(shù)的發(fā)展。同時,由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大面積應(yīng)用,正如10年前由于成本的大幅度下降,使得微機進(jìn)入千家萬戶改變我們的生活一樣,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及將在更大程度上改變制造業(yè)的模式。隨著中國加入WTO,逐漸成為世界制造業(yè)的重要基地,將要求我國的產(chǎn)品要有創(chuàng)新性,并且要有更高的質(zhì)量、更低的成本并在更快的時間內(nèi)提供給市場。作為產(chǎn)品制造的重要工藝裝備、國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一的模具工業(yè)將直接面對競爭的第一線,模具工業(yè)除其需要“高技藝”的從業(yè)人員外,還需要更多的“高技術(shù)”來保證。
3.1、協(xié)同創(chuàng)新設(shè)計將成為模具設(shè)計的主要方向
制造業(yè)垂直整合的模式使得世界范圍內(nèi)產(chǎn)品銷售、設(shè)計、生產(chǎn)和模具制造分工更明確。為了縮短產(chǎn)品上市周期,使模具設(shè)計更充分理解產(chǎn)品設(shè)計的意圖,在產(chǎn)品的設(shè)計階段,模具設(shè)計即同時開始,產(chǎn)品設(shè)計工程師和模具設(shè)計工程師需盡早進(jìn)入?yún)f(xié)同設(shè)計狀態(tài)。另外,模具制造廠家所需要的模具標(biāo)準(zhǔn)件一般都由模具標(biāo)準(zhǔn)廠家提供,最好在模具設(shè)計階段就參照各類標(biāo)準(zhǔn),充分利用模具標(biāo)準(zhǔn)件廠家提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計。由于在制造流程中各個環(huán)節(jié)所采用的CAD系統(tǒng)可能不一定相同,這就要求未來的CAD系統(tǒng)要具備協(xié)同的能力,對上下游的數(shù)據(jù)要能夠隨時交換,對所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)彼此能夠處理,數(shù)據(jù)產(chǎn)生及處理也需要標(biāo)準(zhǔn)化。因為產(chǎn)品需要創(chuàng)新,因此,模具設(shè)計也需要能夠體現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新,如在逆向工程中更重要的是對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品的外觀進(jìn)行創(chuàng)新再設(shè)計。
3.2、協(xié)同創(chuàng)新設(shè)計將成為模具設(shè)計的主要方向
目前,模具制造廠已經(jīng)較廣泛地采用了數(shù)控加工。為了保證加工質(zhì)量、提高加工效率、改進(jìn)制造流程,有較多的模具制造廠開始使用多坐標(biāo)數(shù)控工、高速銑削加工及基于快速原型的模具制造等方法。由于制造設(shè)備的豐富,制造信息的增加,我們將看到,今后的制造信息將不僅僅是只提供數(shù)控編程加工的G代碼,更重要的是,從設(shè)計開始,將進(jìn)行制造過程的設(shè)計,即提供模具制造的工藝流程,不僅包含工藝表格、加工參數(shù),還包括模具加工的卡具設(shè)計、加工的裝卡過程及各工序的G代碼,并且在各部分工序過程均有仿真,還可以在網(wǎng)絡(luò)上共享。CAM將充分利用網(wǎng)絡(luò)及仿真等技術(shù),通過合理地規(guī)劃制造過程,有效地組合機床、刀具和人的經(jīng)驗,使企業(yè)發(fā)揮更大的潛力,取得最大的效益。
3.3、激光技術(shù)的應(yīng)用日益受到重視
激光技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用主要是在快速成形與一些特殊模具的加工兩個方面??焖俪尚问歉鶕?jù)CAD的數(shù)據(jù),不借助任何機械加工工具,通過逐層增加材料的方法(如聚合、粘結(jié)、燒結(jié)等)快速制造出零件原型或零件實物,故也稱快速原形制造(縮寫為PRM)技術(shù)??焖俪尚渭夹g(shù)主要有立體光固造型(SLA),選擇性激光燒結(jié)(SLS),分層實體制造(LOM)等。該技術(shù)將CAD技術(shù)、激光技術(shù)、CNC技術(shù)、材料加工和材料科學(xué)技術(shù)有機地結(jié)合起來,給模具制造業(yè)帶來了根本性的變革。與傳統(tǒng)的模具設(shè)計制造相比,它能比數(shù)控加工更快、更方便地設(shè)計并制造出各種復(fù)雜的原型,使模具的制造成本和生產(chǎn)周期減少1/2,明顯提高生產(chǎn)率。國內(nèi)的一些大型企業(yè)集團(tuán),如海爾、春蘭和科龍等公司已經(jīng)應(yīng)用激光快速成形于新產(chǎn)品開發(fā)等方面,并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。激光技術(shù)應(yīng)用于模具制造方面主要有激光切割、打孔及打標(biāo)、刻花與刻字等方面,如用于深孔、型孔、中空體以及復(fù)雜的冷卻水道加工等;在金剛石拉絲模和噴絲板本身的小孔加工中,傳統(tǒng)方法是在細(xì)鎢棒上粘金剛石粉進(jìn)行旋轉(zhuǎn)研磨打孔,加工時間長達(dá)lO~25 h,而若采用多脈沖激光打孔,幾分鐘即可完成。采用激光打標(biāo)、刻花和刻字,不僅速度快、成本低,而且克服了沖頭作用模具表面時常見的毛邊、尖銳的邊緣畸變。
3.4、模具CAD技術(shù)應(yīng)用的ASP模式,將成為發(fā)展方向
由于今天模具行業(yè)實際上已經(jīng)成為高技術(shù)最密集的行業(yè),任何企業(yè)要擁有全部最新出現(xiàn)的技術(shù),成本將非常高,而且還要培養(yǎng)并且留住掌握這些技術(shù)的人才也會非常困難。因此,將出現(xiàn)模具CAD應(yīng)用的ASP模式,即產(chǎn)生各種專門技術(shù)的應(yīng)用服務(wù)單位,為模具企業(yè)提供技術(shù)服務(wù),整個社會是一個大的模具制造企業(yè),按照價值鏈和制造流程分工,將制造資源最優(yōu)發(fā)揮,應(yīng)用服務(wù)包括如逆向設(shè)計、快速原型制造、數(shù)控加工外包、模具設(shè)計、模具成型過程分析
四、塑料模具的發(fā)展前景
塑料模具占模具總量40%以上,包括塑料模具中為汽車和家電配套的大型注塑模具,為集成電路配套的精密塑料模具,為電子信息產(chǎn)業(yè)和機械及包裝配套的多層、多腔、多材質(zhì)、多色精密注塑模,為新型建材及節(jié)水農(nóng)業(yè)配套的塑料異型材擠出模及管路和噴頭模具等。但塑料模具目前的技術(shù)水平與國外仍有較大差距,總量也供不應(yīng)求,每年進(jìn)口達(dá)幾億美元,因此“十一五”期間應(yīng)重點發(fā)展。汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料和電子通信等塑料制品的主要用戶行業(yè)近年來都在高位運行,發(fā)展迅速。因此,塑料模具也在快速發(fā)展,我國塑料模具行業(yè)日趨大型化。
塑料模具成型的制件表現(xiàn)出高精度、高復(fù)雜性、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗,塑料模具的加工制造方法有其獨特的創(chuàng)造價值。塑料模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和開發(fā)能力。有業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,隨著我國塑料模具行業(yè)日趨大型化,精度也將越來越高。10年前,精密模具的精度一般為5μm,現(xiàn)在已達(dá)2~3μm。不久,1μm精度的模具將上市。隨著零件微型化及精度要求的提高,有些塑料模具的加工精度公差就要求在1μm以下,這就要求發(fā)展超精度加工。
專家認(rèn)為,我國的塑料模具行業(yè)要進(jìn)一步發(fā)展多功能復(fù)合模具,一套多功能模具除了沖壓成型零件外,還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)。多色和多材質(zhì)塑料成形模具也將有較快發(fā)展。這種塑料模具縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期,今后將在不同領(lǐng)域得到發(fā)展和應(yīng)用。
中國塑料模具隨著熱流道技術(shù)的日漸推廣應(yīng)用,熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高。采用熱流道技術(shù)的塑料模具可以提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量,且還能節(jié)約制件的原材料,這項技術(shù)的應(yīng)用在國外發(fā)展很快。國內(nèi)熱流道模具也已經(jīng)生產(chǎn),有一些企業(yè)已達(dá)30%左右,但是從總上來看,比例還是很低,亟待發(fā)展。
我國塑料模具專家認(rèn)為,塑料模具行業(yè)中壓鑄模的比例將不斷提高。隨著車輛和電機等產(chǎn)品向輕量化方向發(fā)展,對壓鑄模的數(shù)量、壽命和復(fù)雜程度將提出越來越高的要求。隨著以塑料代鋼、以塑代木的發(fā)展和產(chǎn)品零件的精度和復(fù)雜程度的不斷提高,塑料模具的比例將不斷提高,其精度和復(fù)雜程度也將隨著相應(yīng)提高。
塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。近年來,人們對各種設(shè)備和用品輕量化、美觀和手感的要求越來越高,這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場。塑料制品要發(fā)展,必然要求塑料模具隨之發(fā)展。