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求的狀態(tài),仍為世界上模具年進口量較大的國家。
二、塑料模具在我國的地位與應用
近年來,我國塑料模具業(yè)發(fā)展相當快,目前,塑料模具在整個模具行業(yè)中約占30%左右。當前,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用。預測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,也必將導致CAD技術(shù)的發(fā)展。同時,由于網(wǎng)絡技術(shù)的大面積應用,正如10年前由于成本的大幅度下降,使得微機進入千家萬戶改變我們的生活一樣,網(wǎng)絡應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準件一般都由模具標準廠家提供,最好在模具設(shè)計階段就參照各類標準,充分利用模具標準件廠家提供的數(shù)據(jù)進行設(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)生及處理也需要標準化。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、改進制造流程,有較多的模具制造廠開始使用多坐標數(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)絡上共享。CAM將充分利用網(wǎng)絡及仿真等技術(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)的應用日益受到重視
激光技術(shù)在模具制造中的應用主要是在快速成形與一些特殊模具的加工兩個方面。快速成形是根據(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)。快速成形技術(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,如海爾、春蘭和科龍等公司已經(jīng)應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)濟效益。激光技術(shù)應用于模具制造方面主要有激光切割、打孔及打標、刻花與刻字等方面,如用于深孔、型孔、中空體以及復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)方法是在細鎢棒上粘金剛石粉進行旋轉(zhuǎn)研磨打孔,加工時間長達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、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應用的ASP模式,即產(chǎn)生各種專門技術(shù)的應用服務單位,為模具企業(yè)提供技術(shù)服務,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,應用服務包括如逆向設(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,總量也供不應求,每年進口達幾億美元,因此“十一五”期間應重點發(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。
專家認為,我國的塑料模具行業(yè)要進一步發(fā)展多功能復合模具,一套多功能模具除了沖壓成型零件外,還擔負疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務。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)展和應用。
中國塑料模具隨著熱流道技術(shù)的日漸推廣應用,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,其精度和復雜程度也將隨著相應提高。
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。