【正文】 ent situation of mold industry in China, for the mold industry top ten key problems to solve, discusses the main trends of development of mold technology, puts forward Suggestions for the development of mold industry in China, the emphasis on esta blishing the importance of new concepts and new models of mold industry in China. China mold and die design, it is based on the development trend of the mold market, change the mold product development scale, continuously improve the level of the mold design, meet the demand of the economic development of mold enterprises, will further promote the development of mold technology. Key words: development tendency current situation mold design 第 1 頁 共 31 頁 引言 模具工業(yè)在裝備制造業(yè)中的地位與作用是眾所周知的，模具工業(yè)技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。 隨著各 種高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，給模具賦予了新的使命和全新的內(nèi)涵，其分類不斷增加，快速經(jīng)濟(jì)制模材料向著多品種系列化邁進(jìn)，工藝不斷有新的創(chuàng)新和突破，與之配套的設(shè)備相繼問世，服務(wù)領(lǐng)域在不斷地拓寬，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益越來越顯著。國際模具及塑膠五金產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人羅百輝表示，我國快速經(jīng)濟(jì)模具技術(shù)發(fā)展迅速，已接近國際先進(jìn)水平。特別是“十一五”以來，在汽車行業(yè)快速發(fā)展的引領(lǐng)下，極大地促進(jìn)了快速經(jīng)濟(jì)模具技術(shù)的發(fā)展，使我國的快速經(jīng)濟(jì)模具技術(shù)由原來服務(wù)于低檔小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)向服務(wù)于高檔轎車的新車型開發(fā)以及各類新產(chǎn)品開發(fā)。快速經(jīng)濟(jì)模具技術(shù)屬 于先進(jìn)制造技術(shù)，目前我國快速經(jīng)濟(jì)模具技術(shù)的開發(fā)研究基本分布在大專院校、科研院所以及科技型高新技術(shù)企業(yè)，專業(yè)研究、生產(chǎn)快速經(jīng)濟(jì)模具的企業(yè)不是很多，且多為中小型企業(yè)。因此，目前極待膨脹快速經(jīng)濟(jì)模具企業(yè)的規(guī)模，支持其對(duì)新型快速經(jīng)濟(jì)模具技術(shù)的研發(fā)。 模具技術(shù)集合了機(jī)械、電子、化學(xué)、材料、計(jì)算機(jī)、精密監(jiān)測(cè)和信息網(wǎng)絡(luò)等諸多學(xué)科知識(shí)，模具技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)了高技術(shù)的特點(diǎn) ， 模具制造業(yè)已經(jīng)成為與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)互為依托的產(chǎn)業(yè)。用模具制造的零件表現(xiàn)出來的高效率、高精度、高復(fù)雜性、低消耗和低成本是任何其他加工方法無法比擬的。我國汽車、家電 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和電子信息等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，促進(jìn)了模具工業(yè)的發(fā)展 ， 給模具行業(yè)的發(fā)展提供了可靠的宏觀支持，帶動(dòng)了模具技術(shù)的發(fā)展與提高。集成一體化技術(shù)、大型精密汽車覆蓋件模具的高速銑削加工技術(shù)、注射模中的高壓注射技術(shù)、模具企業(yè)的信息化與網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)等逐步得到推廣 與應(yīng)用。可以預(yù)見， “ 十二五”期間我國模具行業(yè)將 在良好的宏觀環(huán)境下得到快速發(fā)展。隨著模具工業(yè)的發(fā)展，模具技術(shù)的高科技含量越來越高 ,從模具產(chǎn)品中越來越體現(xiàn)制造水平的技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新。模具是工業(yè)生產(chǎn)的重?；A(chǔ)裝備，是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，用模具生產(chǎn) 的產(chǎn)品價(jià)值往往是模具自臭價(jià)值的幾十倍到上百倍。模具技術(shù)涉及新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的開發(fā)與推廣應(yīng)用，是一門技術(shù)綜合性強(qiáng)的精密基礎(chǔ)工藝裝備技術(shù)，是冶金、材料、理化、計(jì)量、摩擦與潤滑、機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)等多門學(xué)科以及鑄、鍛、熱處理、機(jī)加工、檢測(cè)等渚多工種共同打造的系統(tǒng)工程。用模具生產(chǎn)制品所表現(xiàn)出來的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高復(fù)雜程度是其他任何加工制造方法所不及的。由此可見，模具制造業(yè)已成為與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)互為依 第 2 頁 共 31 頁 托的產(chǎn)業(yè) ， 模具工業(yè)技術(shù)水平的高低已成為衡量國家制造業(yè)水平的重耍標(biāo)志之一。當(dāng)前，我國的模具 工業(yè)正處于從傳統(tǒng)作業(yè)模式向現(xiàn)代化生產(chǎn)進(jìn)行跨越的關(guān)鍵階段 ， 認(rèn)清我國模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與現(xiàn)代模具技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)必將有利于尋求適合我國國情的模具工業(yè)發(fā)展思路。 第 3 頁 共 31 頁 第 1 章中國模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 快速經(jīng)濟(jì)模具領(lǐng)域存在的主要問題是：我國專業(yè)的快速模具制造企業(yè)相對(duì)較少，影響了我國自主品牌新產(chǎn)品的開發(fā)試制。如汽車新車型開發(fā)，主機(jī)廠大多選擇國外的新車型快速試制企業(yè)，或者國內(nèi)的外資企業(yè)，其主要原因是國內(nèi)的快速經(jīng)濟(jì)模具企業(yè)較少，或者發(fā)展的還不夠強(qiáng)大，影響了汽車主機(jī)廠的選擇。其次，我國快速模具企業(yè)多為中小 企業(yè)，自我發(fā)展能力較弱，雖然在技術(shù)上接近國外先進(jìn)水平，但在技術(shù)改造投入方面能力有限。近年來，我國的快速經(jīng)濟(jì)模具技術(shù)發(fā)展很快，特別是 CNC加工設(shè)備的普及，模具的設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量有了很大的提高，完全可替代進(jìn)口。但是與國外先進(jìn)的快速模具技術(shù)水平相比，仍存在一定的差距。汽車覆蓋件快速模具經(jīng)多年的技術(shù)積淀，以及與新技術(shù)、新材料的嫁接，其制造水平和速度都有了明顯的提升。與國際先進(jìn)水平相比其差距主要體現(xiàn)在：國際先進(jìn)的汽車覆蓋件快速模具制造企業(yè)是集快速模具技術(shù)、汽車車身技術(shù)于一身，對(duì)汽車主機(jī)廠的新產(chǎn)品開發(fā)，實(shí)施從快速模具制造 、沖壓、焊接一條龍服務(wù)。國內(nèi)的汽車覆蓋件快速模具制造企業(yè)。只能承擔(dān)快速模具的制造及沖壓，導(dǎo)致國內(nèi)的快速模具企業(yè)活源匱乏，整體水平提升較慢。再加上汽車覆蓋件快速模具制造企業(yè)多為中小企業(yè)，投資能力較弱，對(duì)于先進(jìn)的高速加工設(shè)備以及在線檢測(cè)設(shè)備的引進(jìn)較少，還保證不了高檔次產(chǎn)品的快速開發(fā)。 模具產(chǎn)業(yè)總額迅速增長(zhǎng) 鑒于模具工業(yè)的特點(diǎn)和重耍性，我國對(duì)模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展極為重視 ， 自 1997年以來 ，相繼把模 具及其加工技術(shù)和設(shè)備列入了《當(dāng)前國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》和《鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)目錄》，并對(duì) 全國部分重點(diǎn)專業(yè)模具廠實(shí)行增值稅返還70%的優(yōu)惠政策； 1999 年，國家又把有關(guān)模具技術(shù)和產(chǎn)品列入國家計(jì)委和科學(xué)技術(shù) 部發(fā)布的《當(dāng)前國家優(yōu)先發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南 (目錄 )》。以上措施均有力推動(dòng)我國模具產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，充分發(fā)揮模具工業(yè)在整個(gè)國家工業(yè)發(fā)展中的 “ 效益放大器 ” 作用。 2022 年我國模具工業(yè)總產(chǎn)值已躍居世界第三位 ， 達(dá)到 610 億元 （ 廣東約 185億元，浙江 100億元，江蘇 60億元，上海 40億元 )， 其中模具生產(chǎn)最為集中的地區(qū)在珠三角和長(zhǎng)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)展有力支持著 這兩 個(gè)地區(qū)工業(yè)的快速發(fā)展。表 1和表 2分別為 19992022年中國模具的總產(chǎn)值和進(jìn)出口情況。 第 4 頁 共 31 頁 表 1 近幾年中國模具工業(yè)的總產(chǎn)值情況 年份 產(chǎn)值（億元） 年增長(zhǎng)率（ %） 1999 250 2022 280 2022 316 2022 360 2022 450 2022 530 2022 610 表 2 近幾年中國模具進(jìn)出口情況 年份 進(jìn)口（萬美元） 出口（萬美元） 出口 /進(jìn)口 1999 88274 13280 2022 97700 17374 2022 111174 18776 2022 127220 25234 2022 136930 33680 2022 181300 49100 2022 206800 73800 由表 1? 2 可以看出，自 1999 年以來，我國模具工業(yè)總產(chǎn)值雖逐年遞增趨勢(shì)，年增長(zhǎng)率均在 12%以上；其次，我國模具產(chǎn)品進(jìn)口金額的增幅有逐年下降的趨勢(shì)，出口比例逐年加大 （ 尤其是 2022以來 ）， 進(jìn)出口比例正逐步趨向 合理 ， 2022 年達(dá)到 。然而，與需求相比，中國模具工業(yè) 明顯供不應(yīng)求，自 2022年以來 ， 貿(mào)易逆差均在 10 億美元以上，致使我國仍為世界上模具年凈進(jìn)口量較大的國家。 最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明： 2022年我國共進(jìn)口模具 ,與 2022年相比約減少2100萬美元 ， 降幅為 1%；出口模具突破 10億美元大關(guān)，提前 4年完成了模具行業(yè) “ 十一五 ” 規(guī)劃中的出口目標(biāo) ， 達(dá) ， 同比增幅高達(dá) 41%；外貿(mào)逆差為 元，同比減少 ， 降幅為 %。從模具價(jià)格分析， 2022年我國進(jìn)出口的 沖壓模具分別為 50645噸和 39890噸，按每噸單價(jià)算，進(jìn)口的沖壓模具合 14913美元 /噸，出口的 沖壓模具只有 5867美元 /噸。 2022年，我國進(jìn)出 口塑料橡膠模具分別為 413715套和 1217772套， 平均價(jià)格為進(jìn)口 2532美元 /套，出口 602美元 /套。從上述數(shù)字可以看出，出口模具的平均單價(jià)大約只有進(jìn)口模具的 1/3? 1/4。除了國外模具的成本和價(jià)格確實(shí)要比我們高之外，上述數(shù)字也充分說明我們出口的模具仍以中低檔為主 ， 而進(jìn)口模具卻以中高檔為主，其主要缺口集中于精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命等技術(shù)含量高的模 具領(lǐng)域。 第 5 頁 共 31 頁 模具是工業(yè)生產(chǎn)中極其重要而又不可或缺的特殊基礎(chǔ)工藝裝備。由于模具生產(chǎn)過程集精密制造、計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能控制和綠色制造為一體，因此既是高新技術(shù)載體，又是高新技術(shù)產(chǎn)品。由于使用模具批量生產(chǎn)制件具有的高生產(chǎn)效率、高一致性、低耗能耗材，以及有較高的精度和復(fù)雜程度，因此已越來越被國民經(jīng)濟(jì)各工業(yè)生產(chǎn)部門所重視。 在經(jīng)歷國際金融危機(jī)之后，全球經(jīng)濟(jì)開始走出低谷并開始緩慢復(fù)蘇，其中新興國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，情況要好于發(fā)達(dá)國家。 2022年中國經(jīng)濟(jì)仍高速增長(zhǎng)，在中國經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)和全球經(jīng)濟(jì)回暖的影響下，中國模具行業(yè)在后危機(jī) 時(shí)期獲得了較好的恢復(fù)性增長(zhǎng)。 2022年增長(zhǎng)又邁上了 2位數(shù)，全國模具總銷售額達(dá)到 1120億元左右，比上年增長(zhǎng) 14%以上。其中模具出口的發(fā)展速度高于整個(gè)行業(yè)的總體發(fā)展速度，并首次實(shí)現(xiàn)外貿(mào)順差。根據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)， 2022年模具出口 ，比 2022年增長(zhǎng) %，實(shí)現(xiàn)順差 元。從 2022年以來，我國模具制造行業(yè)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，截止到 2022年一季度，整個(gè)行業(yè)的總資產(chǎn)為 ，具體增長(zhǎng)趨勢(shì)如下數(shù)據(jù)所示：根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，2022年我國模具的產(chǎn)量為 12722212套，同比增 長(zhǎng)了 %； 2022年我國模具的產(chǎn)量變?yōu)?877575套，同比減少了 %；到了 2022年，全國模具產(chǎn)量達(dá)到了 9833530套，同比增長(zhǎng)了 %。 圖表： 圖 20222022年我國模具產(chǎn)量變化圖 單位：套 第 6 頁 共 31 頁 技術(shù)的一體化 模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造已經(jīng)在很大程度上在很多模 具制造企業(yè)得到應(yīng)用與普及。模具設(shè)計(jì)與制造一體化可以達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的，是最合理的模具設(shè)計(jì)與生產(chǎn)方式，這已經(jīng)成為大家的共識(shí)。三維設(shè)計(jì)既可用于建模，又可為數(shù)控加工提供程序，提高了加工效率和質(zhì)量 ,為了提高模具設(shè)計(jì)的。 科學(xué)性和合理性，用數(shù)值模擬手段對(duì)零件的成形性進(jìn)行模擬仿真，在模具設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行工藝分析，提出合理的工藝方案和模具結(jié)構(gòu)。目前 ,無論是大型金屬覆蓋件成形、復(fù)雜零件的鍛造成形，還是各類塑件成型或組合成形，不管零件多大、多復(fù)雜，或是多小、多精密，其成形過程一般都可以進(jìn)行模擬，這是設(shè)計(jì)與加工緊密聯(lián)系的不可或缺的。 華塑等商用軟件得到越來越廣泛的應(yīng)用。技術(shù)的集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化 ,讓用戶在統(tǒng)一的環(huán)境下協(xié)同作業(yè)，充分發(fā)揮各單元的優(yōu)勢(shì)和功能，達(dá)到效益最大化。目前國內(nèi)眾多模具企業(yè)中，技術(shù)已經(jīng)廣泛使用，但一體化技術(shù)的應(yīng)用還需要大力促進(jìn)和推廣。 滿足模具結(jié)構(gòu)的大型化和復(fù)雜化要求采用新技術(shù) 在工藝設(shè)計(jì)中大量應(yīng)用模擬仿真技術(shù)成為不可缺少的工具。通過模擬分析，提前發(fā)現(xiàn)覆蓋件成形中的問題，如起皺、開裂、回彈等，通過工藝補(bǔ)償和參數(shù)調(diào)整，找到解決問題的方法和措施。技術(shù)的發(fā)展方向是零件回彈分析和工藝參數(shù)自動(dòng)優(yōu)化以及材料參數(shù) 庫的補(bǔ)充與完整，如高強(qiáng)鋼、超高強(qiáng)度鋼的特性參數(shù)，在一些模擬軟件的材料特性參數(shù)庫中還很缺乏。三維模具設(shè)計(jì)在國外已經(jīng)是十分普遍的技術(shù)，特別是應(yīng)用在汽車覆蓋件等大型、復(fù)雜模具設(shè)計(jì)中。 三維模具實(shí)體設(shè)計(jì)能對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行真實(shí)的描述，進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)干涉檢查，確保模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。復(fù)雜、大型模具的零件往往數(shù)量繁多，為了對(duì)零件品種、數(shù)量和加工環(huán)節(jié)進(jìn)行有效管理，引入了 產(chǎn)品周期管理技術(shù)，對(duì)模具設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)流程和服務(wù)進(jìn)行定制管理，并與系統(tǒng)進(jìn)行掛接，在整個(gè)設(shè)計(jì)制造周期實(shí)行全程信息化管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)、過程、資源 一 體化的集成管理，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，支持產(chǎn)品全生命周期管理。國內(nèi)一些大型汽車模具企業(yè)已經(jīng)或正在逐步做到這一點(diǎn)，與國外的技術(shù)水平差距在縮小。 高速銑削在模具加工中的應(yīng)用 高速銑削在模具加工中得到推廣應(yīng)用，國外已經(jīng)出現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速達(dá) 1000001/s的高速 第 7 頁 共 31 頁 銑，國內(nèi)也有主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到 60 000/s的高速銑。刀具快速進(jìn) 給的速度可以達(dá)到 30/s，加工零件的表面粗縫度值達(dá)到 10176。 ，形狀精度達(dá) 10 176。 以下， 可以加工材料硬度 60176。以上。高速加工時(shí)的溫升低、切削力小、熱變形小，表面殘留應(yīng)力小，是高精密、高品質(zhì)模具的重 要加工手段。當(dāng)前，多工位級(jí)進(jìn)模、精密沖模、高光注射模加工的尺寸精度已達(dá)到 3郵，甚至有 ,高速銑削已經(jīng)成為模具不可或缺的加工工具。 、氣輔成型技術(shù)、高壓注射技術(shù)在注射模中的應(yīng)用 熱流道技術(shù)是使用元器件對(duì)模具加熱，使通過流道和澆口的塑料保持熔融狀態(tài)，提高注射成型塑件的品質(zhì)，節(jié)省原材料和節(jié)約能源。目前該技術(shù) 已 在國內(nèi)注塑企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。 氣體輔助注射成型是一項(xiàng)新的工藝。氣體輔助注射一般采用氮?dú)廨o助注射，與常規(guī)的注射成型相比，其注射壓力較小，熔體流動(dòng)性好，制品翹曲變形較小， 易于成型壁厚差較大的制品 ,成型的塑件表面 質(zhì)量好。該技術(shù)已在汽車和家電模具中得到應(yīng)用。 最近，氣體輔助注射成型中的一項(xiàng)新的技術(shù)是高壓注射成型 ， 其原理是利用高壓氣體在塑件內(nèi)部產(chǎn)生中空截面，利用氣體保壓代替塑料注射保壓，消除制品縮痕，完成注射成型過程。 納米模具技術(shù)為微細(xì)成型提供了技術(shù)支持 納米技術(shù)是在納米尺度內(nèi)，通過對(duì)物質(zhì)反應(yīng)、傳輸和轉(zhuǎn)變的控制來實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造新的材料、器件和充分利用它們的特殊性能。納米技術(shù)最簡(jiǎn)單的應(yīng)用是用納米模具作為生產(chǎn)工具。納米模具有 2種定義： (1)精度及尺寸達(dá)到納米級(jí)的模具，例 如納米碳管、納米塑料模具。 碳納米管是中空的碳纖維，直徑在幾納米到幾十個(gè)納米之間，長(zhǎng)度為數(shù)毫米，甚至數(shù)微米。納米級(jí)塑料模具由日本住友電工公司研制成功，該模具可生產(chǎn)精度達(dá)納米級(jí)的細(xì)微零件，是使用波長(zhǎng)極短的輻射波制作完成的。波長(zhǎng)僅 ,比在半導(dǎo)體加工過程中經(jīng)常使用的紫外線激光的波長(zhǎng)（約為 380 )短得多，適于進(jìn)行精細(xì)加工。該公司使用輻射波制成塑料模具，將模具泡在電鍍液里，然后從電鍍液中析出金屬，在