青島市模具行業(yè)協(xié)會(huì)技術(shù)專(zhuān)家委員會(huì) 趙西金
2023年11月29日至30日，我代表青島市模具行業(yè)協(xié)會(huì)技術(shù)專(zhuān)委會(huì)與獲得“精模獎(jiǎng)”的青島5家優(yōu)秀模具企業(yè)的代表去重慶參加了“中國(guó)模具產(chǎn)業(yè)報(bào)告及技術(shù)進(jìn)步品牌推進(jìn)峰會(huì)”。與會(huì)專(zhuān)家對(duì)2021年-2023年獲得“精模獎(jiǎng)”的模具技術(shù)做了專(zhuān)業(yè)評(píng)述，展示了近三年模具技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展方向。
一、沖壓工藝及模具技術(shù)若干進(jìn)展：
1、很多精密沖壓模具已經(jīng)穩(wěn)居國(guó)際領(lǐng)先水平，基本實(shí)現(xiàn)了從模仿創(chuàng)新到自主創(chuàng)新的轉(zhuǎn)型，并展示出較高的創(chuàng)新活力。我國(guó)的汽車(chē)車(chē)身沖壓模具與精密沖壓模具近三年進(jìn)步顯著，在實(shí)現(xiàn)企業(yè)“專(zhuān)精特新”方面，積極尋求技術(shù)與產(chǎn)品的突破，單項(xiàng)模具技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)越來(lái)越多，為中國(guó)模具工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。中國(guó)模協(xié)沖壓模具專(zhuān)委會(huì)主要從以下三個(gè)方面介紹了沖壓工藝及模具技術(shù)若干進(jìn)展。
1.1精密沖壓、高速?zèng)_
1.2板材沖鍛復(fù)合成形與精沖成形
1.3高強(qiáng)板沖壓成型、熱成型
2、通過(guò)模具企業(yè)的典型案例，展現(xiàn)了我國(guó)的沖壓模具行業(yè)圍繞綠色制造、智能制造、雙碳目標(biāo)、產(chǎn)業(yè)鏈拉動(dòng)、高質(zhì)量發(fā)展等發(fā)展戰(zhàn)略開(kāi)展了積極的探索，取得了良好的成效。
2.1數(shù)字化制造技術(shù)支撐了模具技術(shù)的發(fā)展。（典型企業(yè)：一汽模具、成飛集成等）
2.2模具的復(fù)合集成及精細(xì)化制造技術(shù)越來(lái)越普及。（典型企業(yè)：東風(fēng)模具）
2.3先進(jìn)成形技術(shù)成為企業(yè)追求的目標(biāo)。（超高強(qiáng)鋼熱成型、鋁板溫?zé)岢尚巍?nèi)高壓成形、充液成形、復(fù)材與金屬嵌件合成形、3D打印等先進(jìn)成形模具與技術(shù)。）
2.4產(chǎn)業(yè)鏈的聯(lián)動(dòng)更加頻繁。（模具企業(yè)與上游的寶鋼、首鋼、鋼研院、高校等，與下游的整車(chē)廠、物流、零部件用戶(hù)等企業(yè)聯(lián)動(dòng)，促進(jìn)全產(chǎn)業(yè)鏈共同發(fā)展。）
3、技術(shù)要求和改進(jìn)方向。
精密度、穩(wěn)定性、高效及長(zhǎng)壽命、復(fù)合一體化成形是對(duì)沖壓模具越來(lái)越高的技術(shù)要求，先進(jìn)企業(yè)的改進(jìn)方向是：系統(tǒng)性改進(jìn)（從材料輸送到制品生產(chǎn)、監(jiān)測(cè)、收集各環(huán)節(jié)，高速運(yùn)行狀態(tài)下生產(chǎn)過(guò)程受控）、模具技術(shù)改進(jìn)（研究在熱變形、高頻率交變應(yīng)力、高強(qiáng)度震動(dòng)條件下、精度及模具壽命的維持）、工藝改進(jìn)（沖壓工藝改進(jìn)，如沖裁間隙、彎曲壓料等，與其他工序集成，如鉚壓、攻牙等）、數(shù)字化、網(wǎng)路化、智能化制造。典型案例如下：
3.1案例：連接器端子多料帶/多出數(shù)超高速?zèng)_壓技術(shù)
3.2案例：模內(nèi)裝配/攻牙一體級(jí)進(jìn)模
3.3案例：空調(diào)翅片模具
3.4案例：金屬雙極板沖壓成形
3.5案例：自粘接電機(jī)鐵心與模具技術(shù)
3.6案例：精密模具自動(dòng)化生產(chǎn)
3.7案例：精密擠壓復(fù)合成形模具
3.8案例：精沖體積成形模具
3.9案例：厚板精沖大型模具
3.10案例：厚板復(fù)雜零件精沖技術(shù)
3.11案例：預(yù)緊型安全帶引爆裝置增厚擴(kuò)管沖壓成形多工位傳遞模具
3.12案例：薄壁件漸進(jìn)鐓擠成形技術(shù)
3.13案例：雙聯(lián)齒剪切-擠壓成形技術(shù)
3.14案例：多層內(nèi)環(huán)薄壁件鐓擠成形技術(shù)
3.15案例：車(chē)身件冷、熱成形模具
3.16案例：高端C級(jí)轎車(chē)側(cè)圍、翼子板模具開(kāi)發(fā)（一汽模具）
3.17案例：一體式激光拼焊門(mén)環(huán)熱成形技術(shù)（華域賽科利車(chē)身）
3.18案例：鋁板銳棱沖壓成形模具技術(shù)（東風(fēng)模具）
3.19案例：大型鋁合金覆蓋件冷、熱沖模具開(kāi)發(fā)技術(shù)（四川成飛集成）
3.20案例：左/右側(cè)圍門(mén)環(huán)加強(qiáng)板熱沖壓模具（寧波合力）
二、塑料模具技術(shù)創(chuàng)新的探索與實(shí)踐：
塑料模具技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在模具研制和先進(jìn)成形及新型模具結(jié)構(gòu)兩個(gè)技術(shù)方向上。模具研制技術(shù)是指在模具的質(zhì)量、成本、交期等指標(biāo)上滿(mǎn)足用戶(hù)需求的模具設(shè)計(jì)、模具制造等方面的技術(shù)。先進(jìn)成形及新型模具結(jié)構(gòu)是指利用新技術(shù)、新材料、新工藝和創(chuàng)新的模具結(jié)構(gòu)為用戶(hù)提供差異化模具方案，獲得創(chuàng)新市場(chǎng)增值的技術(shù)。
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致模具方案的不確定性，影響模具的質(zhì)量和交期。獲得最優(yōu)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，降低模具成形的復(fù)雜程度，是提升塑料模具競(jìng)爭(zhēng)力的重要路徑之一。主要從三方面規(guī)范：一是產(chǎn)品接口功能分析、特征標(biāo)準(zhǔn)化；二是建立仿真體系，結(jié)合結(jié)構(gòu)CAE\模流CAE等分析手段，通過(guò)二次開(kāi)發(fā)形成專(zhuān)業(yè)化分析工具。開(kāi)發(fā)材料、工藝、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，提升虛擬分析的準(zhǔn)確度；三是開(kāi)發(fā)產(chǎn)品接口數(shù)據(jù)庫(kù)，為向模具工程深度開(kāi)發(fā)構(gòu)建搜索引擎。
模具數(shù)字化設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在技術(shù)沉淀的集成。以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、案例庫(kù)、CAD零件庫(kù)、二次開(kāi)發(fā)工具庫(kù)、模具模板庫(kù)等設(shè)計(jì)平臺(tái)形式，支持工程師的設(shè)計(jì)工作。
模具精準(zhǔn)制造主要體現(xiàn)在制造過(guò)程的精度、效率控制。以工藝、數(shù)控程序、刀具、裝夾、加工、檢測(cè)測(cè)量、設(shè)備、布局6S八個(gè)維度進(jìn)行優(yōu)化。
模具科學(xué)的決策和管理本質(zhì)上是數(shù)據(jù)的管理和分析。模具數(shù)據(jù)管理是基于信息化和網(wǎng)絡(luò)化構(gòu)建的互聯(lián)互通的體系，由數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)、算法分析、決策建議等環(huán)節(jié)組成。
先進(jìn)成形技術(shù)主要是通過(guò)先進(jìn)成形工藝、新型模具結(jié)構(gòu)、模塑一體自動(dòng)化等手段，研發(fā)控觀、控性、控形的高品質(zhì)制品、高效生產(chǎn)、綠色環(huán)保制造、制品輕量化等類(lèi)型的注塑模具。
技術(shù)類(lèi)型包括：多物料注塑、高光免噴涂注塑、厚壁注塑、高透控光注塑；疊層模具、隨形冷卻、模內(nèi)熱切；免噴涂注塑、模內(nèi)注塑、模內(nèi)轉(zhuǎn)印；以塑代鋼、微發(fā)泡、薄壁注塑等。
典型案例：
1、高品質(zhì)制品技術(shù)方向：
1.1浙江賽豪研制的“24腔三物料三工位汽車(chē)翼燈飾圈注塑模具”和鴻利達(dá)研制的“三工位三物料成型汽車(chē)空調(diào)調(diào)節(jié)器注塑模具”。
1.2臺(tái)州點(diǎn)睛研制的“六工位分層注塑汽車(chē)車(chē)燈透鏡注塑模具”
1.3精超力研制的“大型垂直旋轉(zhuǎn)雙物料成形汽車(chē)儀表板氛圍燈注塑模具”
1.4卡奧斯模具研制的“大型深腔工藝物聯(lián)桶類(lèi)注塑模具”
2、高效生產(chǎn)技術(shù)方向：
2.1寶利根研制的“九螺紋多級(jí)鏈結(jié)構(gòu)抽芯集線器注塑模具”
2.2浙江萬(wàn)豪研制的“雙框刀片滑塊雙物料汽車(chē)主動(dòng)進(jìn)氣格柵注塑模具”
2.3寧波日躍研制的“多級(jí)分型脫模洗衣機(jī)TPE門(mén)封注塑模具”
2.4航天模塑研制的“內(nèi)藏式無(wú)痕分型汽車(chē)擾流板注塑模具”
2.5普什模具研制的“4X48腔四面旋轉(zhuǎn)雙物料瓶蓋注塑模具”
2.6海泰科研制的“七組件模內(nèi)成型及裝配注塑模具”
2.7東明興業(yè)研制的“產(chǎn)線集成動(dòng)平衡高一致性渦流風(fēng)扇注塑模具”
2.8寧波福佳研制的“四面抽芯大斜度雙面頂出吸塵器機(jī)身注塑模具”
2.9青島英聯(lián)研制的“鋼骨架多嵌件一體成型汽車(chē)水箱支架注塑模具”
3、綠色環(huán)保制造技術(shù)方向：
3.1寧海一塑研制的“大型表面飾布一體成型汽車(chē)天窗頂棚注塑模具”
3.2長(zhǎng)虹模塑研制的“大型薄壁多點(diǎn)順序控制成型電視后蓋注塑模具”
4、制品輕量化技術(shù)方向：
4.1深圳銀寶山新研制的“氣體反壓微發(fā)泡汽車(chē)門(mén)板注塑模具”
4.2浙江凱華研制的“以塑代鋼微發(fā)泡汽車(chē)前端框架注塑模具”
注塑模具近三年來(lái)在產(chǎn)學(xué)研深度合作催生代際技術(shù)方面和替代人工經(jīng)驗(yàn)的數(shù)字化、智能化技術(shù)方面也有了顯著的進(jìn)步。高校和科研機(jī)構(gòu)在高分子材料、模流CAE分析、模型建立和算法研究、基礎(chǔ)技術(shù)等機(jī)理研究，企業(yè)技術(shù)中心在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、模具加工與裝配等工程轉(zhuǎn)化方面進(jìn)行研究和突破。模具試制的數(shù)字化解決方案，可以實(shí)現(xiàn)試模調(diào)試次數(shù)降低40%，模具試模成本減少30%，工藝員經(jīng)驗(yàn)從5年縮短至1年。
三、小結(jié)：
2023年6月11日至6月14日召開(kāi)了第二十三屆中國(guó)國(guó)際模具技術(shù)和設(shè)備展覽會(huì)（DMC2023），展會(huì)以“聚焦高端制造，支撐產(chǎn)業(yè)化升級(jí)”為主題，圍繞“精密加工”和“模具制造”兩大板塊，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(duì)接平臺(tái)，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。有24個(gè)國(guó)家和地區(qū)的企業(yè)共計(jì)752家企業(yè)展商參展，共有170副模具和標(biāo)準(zhǔn)件角逐2021年-2023年度中國(guó)模具行業(yè)“精模獎(jiǎng)”，最終評(píng)出“精模獎(jiǎng)”一等獎(jiǎng)33項(xiàng)、二等獎(jiǎng)51項(xiàng)、三等獎(jiǎng)37項(xiàng)，代表著我國(guó)模具及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和水平。
2021～2023中國(guó)模具呈現(xiàn)出六個(gè)方面的發(fā)展趨勢(shì)：一是智能化推動(dòng)了模具產(chǎn)業(yè)鏈延伸，以模具為核心的智能制造系統(tǒng)開(kāi)始走向成熟；二是創(chuàng)新引領(lǐng)，不斷挑戰(zhàn)國(guó)際前沿技術(shù)（科學(xué)＋成形）；三是極端成形技術(shù)模具己經(jīng)成為技術(shù)發(fā)展的重要方向；四是模具產(chǎn)業(yè)鏈同質(zhì)化現(xiàn)象依然嚴(yán)峻，“專(zhuān)精特新”之路任重而道遠(yuǎn)；五是低碳經(jīng)濟(jì)迫在眉睫，模具低碳仍在探索的路上；六是輕質(zhì)材料將給模具發(fā)展帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。
通過(guò)模具專(zhuān)家的較為詳細(xì)的技術(shù)評(píng)價(jià)，讓我們認(rèn)識(shí)到我國(guó)模具成形行業(yè)面臨的問(wèn)題：如何應(yīng)對(duì)“低成本、高質(zhì)量發(fā)展”帶來(lái)的問(wèn)題與挑戰(zhàn)？如何消除和減少模具成形領(lǐng)域的同質(zhì)化現(xiàn)象？模具成形的“專(zhuān)精特新”之路怎么走？模具及生產(chǎn)線的智能化如何推進(jìn)？如何抓住模具為中心的智能生產(chǎn)線（單元）拓展機(jī)遇？“雙碳目標(biāo)”下模具科學(xué)制造與高性能制造的挑戰(zhàn)？同時(shí)，讓我們更加明確了今后一個(gè)時(shí)期模具的技術(shù)發(fā)展方向：當(dāng)今國(guó)際制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)版圖正在重構(gòu)，國(guó)際產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈呈現(xiàn)區(qū)域化、分割化以及專(zhuān)業(yè)集群化傾向，使我國(guó)制造的產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈?zhǔn)艿絿?yán)峻考驗(yàn)，模具行業(yè)將如何應(yīng)對(duì)這一局面？丁文江院士指出“企業(yè)制勝首先要有核心科技，有核心科技的企業(yè)才能活下去，如果只是簡(jiǎn)單拼裝，活下來(lái)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出；只有戰(zhàn)略先人一步，跨入高門(mén)檻行業(yè)，才能贏得發(fā)展優(yōu)勢(shì)”。這一段話(huà)也清晰地指出了我國(guó)模具企業(yè)發(fā)展的核心問(wèn)題，模具企業(yè)只有自主創(chuàng)新、利用好數(shù)字化、信息化、智能化，抓住當(dāng)前的發(fā)展機(jī)遇，在產(chǎn)業(yè)鏈上做文章，發(fā)展上走“專(zhuān)精特新”之路，成為細(xì)分領(lǐng)域的單項(xiàng)冠軍和協(xié)同配套供應(yīng)鏈的小巨人企業(yè)，才能在未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。
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