DMC 2012模具評定評述專家組

第十四屆中國國際模具技術(shù)和設(shè)備展覽會(DMC 2012)于 2012年 5月31日至 6月3日在上海新國際博覽中心舉行。為了配合我國制造業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和向高端制造業(yè)發(fā)展的要求,本屆展會主題是“模具制造與精密機床”,更加突出新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)以及新裝備等。本屆展會規(guī)模與上屆相當,但展品的層次與品種卻有了很大的提升。展會共設(shè)6個展館,吸引了北京、上海、天津、廣東、安徽、香港、臺灣等國內(nèi)23個省、市、自治區(qū)及地區(qū)的代表團,國外的德國、美國、瑞士、英國、日本、意大利和韓國等13個發(fā)達國家的企業(yè)展團,囊括了幾乎所有國內(nèi)外模具行業(yè)及其精密加工機床的品牌企業(yè),是一屆規(guī)模繼續(xù)保持世界領(lǐng)先的高水準、高質(zhì)量的國際化展覽會。

本屆展會展出的塑料模具、沖壓模具、汽車覆蓋件模具、鑄造模具、快速經(jīng)濟模具與快速成形技術(shù)、模具標準件、模具材料、模具CAD/CAM/CAE等產(chǎn)品和技術(shù)中,有204副模具和17個標準件角逐“精模獎”,總體反映出了我國模具及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展水平。下面就塑料模具、沖壓模具、汽車覆蓋件模具、鑄造模具、快速經(jīng)濟模具與快速成形技術(shù)、模具標準件、模具材料、模具CAD/CAM/CAE等技術(shù)及其發(fā)展水平進行評述。

1 塑料模具

塑料模具企業(yè)為本屆展會奉獻了一場精彩的模具盛宴,不僅參展和參評的模具數(shù)量創(chuàng)歷史新高,而且模具結(jié)構(gòu)的復雜程度、制品的質(zhì)量水平、新技術(shù)研發(fā)應(yīng)用水平都有了很大的進步。主要表現(xiàn)出兩個重要特點:一是“聚焦推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展,以模具創(chuàng)新支持產(chǎn)品創(chuàng)新”;二是“高效、綠色環(huán)保、節(jié)能減排模具已成為模具技術(shù)創(chuàng)新的主要方向”,充分體現(xiàn)出模具對制造業(yè)發(fā)展的推動作用。

(1)聚焦推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展,以模具創(chuàng)新支持產(chǎn)品創(chuàng)新

四川長虹模塑科技有限公司研制的“大型導光板壓縮射出成型模具”,用于注塑成型32寸LED液晶電視核心光學元件導光板。該模具通過注塑后壓縮技術(shù),解決了制品內(nèi)應(yīng)力導致的變形、平面度低、透光性差等成形質(zhì)量缺陷,光學表面采用激光雕刻技術(shù),導光板的網(wǎng)點直徑為0.05 mm,網(wǎng)點數(shù)量多達1 500萬個,使制品具有優(yōu)異的光學性能和參數(shù)指標,填補了我國在大型導光板注塑成型方面的空白。

天津津榮天和機電有限公司研制的“64腔扁平滴頭模具”較以前產(chǎn)品又有了很大進步,為滴頭系列化產(chǎn)品模具。模具壽命300萬次,滿足大批量生產(chǎn)需求。該模具零件加工尺寸精度高,關(guān)鍵尺寸精度控制在0.015 mm以內(nèi),64腔制品性能一致性好,且能滿足系列化模具生產(chǎn),使得滴頭制品流量偏差控制在1%～2%,達到國際同類產(chǎn)品先進水平。

余姚市福萊達模塑廠研制的“渦輪風扇模具”,用于注塑成型無葉片安全風扇系列產(chǎn)品的核心零件,要求滿足風量、噪音、動平衡等各項質(zhì)量指標。模具結(jié)構(gòu)復雜,制造精度高,結(jié)構(gòu)上采用9個不同抽芯方向的滑塊實現(xiàn)螺旋錐形葉片側(cè)向分型,同時,保障了各葉片形狀的高同心度,滿足了動平衡要求。

浙江凱華模具有限公司研制的“微發(fā)泡儀表板模具”,采用Mucell微發(fā)泡成型技術(shù),生產(chǎn)用注塑機配備發(fā)泡裝置,熱流道結(jié)構(gòu)采用16點閥式熱流道進膠,并設(shè)計有5個斜向噴嘴,保障了微發(fā)泡進料量均衡。有效降低了注塑成型壓力,解決了產(chǎn)品變形、表面縮痕等注塑缺陷,不僅制品質(zhì)量明顯優(yōu)于普通注塑工藝生產(chǎn)的制品,而且減少了制品的重量,節(jié)約了材料成本。

浙江賽豪實業(yè)有限公司研制的“精密汽車雙色前大燈模具”,為雙色注塑成型精密車燈模具,國內(nèi)首次采用倒裝式旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、膠面隔離結(jié)構(gòu),實現(xiàn)前大燈制品表面無分型夾線,模具壽命可達100萬次。通過收縮控制技術(shù)對產(chǎn)品進行預變形處理,解決了制品的變形問題。

寧波遠東制模有限公司研制的“SII汽車儀表板本體注塑模具”,采用8點順序控制針閥熱流道系統(tǒng),有效消除了制品表面的熔接線,制品外觀品質(zhì)大幅度提高。制品前沿除霜風口為整體設(shè)計,分型線要求嚴格,模具采用了長度達1 500 mm的大型滑塊并內(nèi)置小型滑塊分型的復雜結(jié)構(gòu),且通過優(yōu)化的冷卻系統(tǒng)設(shè)計對型芯進行加溫和冷卻,控制整體模溫偏差不超過5℃,保障了制品的外觀要求。

維科(廈門)精密塑膠模具有限公司研制的“嬰兒車底座支架模具”,用于生產(chǎn)高端嬰兒車精密核心零件,制品強度、尺寸精度要求很高。該模具運用CAE模流分析技術(shù),準確選擇澆口位置,保證填充平衡。通過CAE冷卻系統(tǒng)分析技術(shù),設(shè)計合理的冷卻水路,保證冷卻平衡。模具采用可輔助頂壓產(chǎn)品的滑塊抽芯機構(gòu),保證兩側(cè)軸承安裝孔的高同心度。

(2)高效、綠色環(huán)保、節(jié)能減排模具已成為模具技術(shù)創(chuàng)新的主要方向

青島海爾模具有限公司研制的“整車地圖袋疊層模具”,一副疊層模具生產(chǎn)整車4個地圖袋,注塑設(shè)備與普通模具相同,雙手臂機械手取件自動化生產(chǎn),實現(xiàn)注塑生產(chǎn)效率翻番。該模具澆注系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計了流道分離對接結(jié)構(gòu),解決了高效生產(chǎn)的流道對接溢料問題。通過時間控制系統(tǒng)解決了4個不同型腔流動平衡問題。模具中間板組件采用了新型承載導向機構(gòu),解決了大型深腔疊層模具的長壽命生產(chǎn)問題。

寧波舜宇模具有限公司研制的“葉片模內(nèi)組裝模具”,通過模具內(nèi)設(shè)計機構(gòu)兩次注塑成型,多個零件注塑成型、組裝一步到位,滿足轉(zhuǎn)動、間隙等相關(guān)裝配精度要求。該模具省去了半成品組裝環(huán)節(jié),節(jié)約了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

寧波貝隆精密模塑有限公司研制的“自動填裝陶瓷插芯法蘭芯底座模具”,用于光纖快速接頭的大批量、高效生產(chǎn),該模具采用模外震動盤的設(shè)計,使陶瓷插芯嵌件定向、自動連續(xù)性進入模具裝嵌件機構(gòu)。通過陶瓷插芯自動安裝機構(gòu),實現(xiàn)自動填裝、定位陶瓷插芯嵌件,并滿足陶瓷插芯成型后與光纖導入孔、承載光纖V型槽的同心度不超過0.01 mm。

北京東明興業(yè)科技有限公司研制的“手機B殼多種類大面積嵌件注塑模具”,為高端手機B殼精密注塑模具。該模具通過創(chuàng)新的澆注結(jié)構(gòu),解決了大面積薄壁嵌件的精密注塑變形問題,產(chǎn)品總體變形量小于0.15 mm。該模具還需嵌入6個螺母,模具采用螺母嵌件吸氣裝置,解決了螺母嵌件掉落的問題,采用嵌件螺母自動放置裝置,實現(xiàn)了模具的大規(guī)模自動化生產(chǎn)。

四川省宜賓普什模具有限公司研制的“90克PET瓶胚64腔兩面旋轉(zhuǎn)模具”,為64腔兩面旋轉(zhuǎn)模,一面注塑成型,一面冷卻脫模,采用三工位機械手取件,生產(chǎn)周期僅20 s。模具主要零部件采用PVD、涂層等表面處理技術(shù),模具壽命可達1 000萬次以上,產(chǎn)品一致性好,質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

上海超日精密模具有限公司研制的“中控排擋面板模具”,采用兩種不同類型的膜片與塑料注塑成型,制品外觀亮麗,免噴涂,生產(chǎn)效率高。該模具為包含注塑成型模具、膜片吸塑成型模具、膜片沖切模具多工序模具,采用吸塑工藝解決了常規(guī)膜片熱壓成型形狀精度低、膜片在注塑模具定位精度低等問題,提升了制品的注塑成型外觀質(zhì)量。

廈門海盛模具有限公司研制的“42寸平板電視高光拉絲前機殼模具”,采用水、油溫控方式的高光模具技術(shù),模具局部采用整體拉絲工藝處理,免噴涂。該模具采用創(chuàng)新的澆口結(jié)構(gòu),解決了冷料穴造成的高光表面注塑缺陷,提高了制品生產(chǎn)合格率。模具采用水、油為介質(zhì)的模溫加熱方法,通過控制模具局部溫度,有效地解決了高光制品的變形問題,同時,降低了設(shè)備投入,節(jié)約了能源。

(3)智能化塑料模具成為亮點

上海戈冉泊精密模塑有限公司研制的“PBF&AK2內(nèi)置壓力傳感器的模具”。模具內(nèi)部裝有測壓裝置,在注塑生產(chǎn)時,壓力傳感器將型腔的壓力信號傳輸?shù)诫娔X控制器,這樣,電腦通過型腔壓力值監(jiān)控模具注塑生產(chǎn)狀態(tài)是否穩(wěn)定。注塑工藝調(diào)試時,設(shè)定注塑壓力范圍,在壓力范圍內(nèi)為合格品,壓力范圍之外為不良品。電腦控制器發(fā)出信號控制機械手取件,根據(jù)制品注塑品質(zhì)進行自動分揀,實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。該模具的研制體現(xiàn)了塑料模具創(chuàng)新已進入智能化的初級階段。

總之,塑料模具企業(yè)不僅關(guān)注模具技術(shù)的創(chuàng)新,而且更加關(guān)注產(chǎn)品市場和產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,由“如何制造出復雜塑料模具”向“如何創(chuàng)新出好塑料產(chǎn)品”的方向轉(zhuǎn)型。

2 沖壓模具

本屆展會的沖壓模具不僅展出的數(shù)量和品種是歷屆之最,而且模具水平和技術(shù)含量也明顯高于歷屆展會。展品覆蓋了電子、通信、汽車、機械、輕工電機電器、儀器儀表、自動化裝備、醫(yī)療器械、航空航天、軌道交通和家電等產(chǎn)品范疇。其中代表先進水平的大型精密沖壓模具和高速精密多工位級進模占居主流產(chǎn)品地位,體現(xiàn)出中國模具工業(yè)發(fā)展迅速和高端模具技術(shù)的顯著進步。參展模具的模具結(jié)構(gòu)、制造精度、使用壽命、性能、技術(shù)含量、制品質(zhì)量和加工周期等方面總體水平與國際先進水平相比,差距在縮小,越來越多的精密高檔模具的技術(shù)和精度水平已達到國際先進水平,出口到工業(yè)發(fā)達國家和地區(qū)的模具增長很快。

(1)大型精密級進模逼近世界先進水平

無錫國盛精密模具有限公司展出的復合型空調(diào)翅片大型級進模,制造精度達2 μm,其中沖孔和變薄工序的凸凹模有304套,沖壓工作面有千處以上。模具二步進高速沖壓,含引伸、沖孔、變薄拉伸、百葉窗成形、翻邊、異形切、邊切、縱切、拉料、橫切等工序,一次可沖出翅片76列產(chǎn)品,突破國內(nèi)外模具一次沖出翅片72列產(chǎn)品的記錄。模具刃磨一次壽命達2 500萬次,總壽命達5億次。該模具的創(chuàng)新點是在傳統(tǒng)模具的沖孔工位后增設(shè)變薄拉伸工位,沖出的翅片表面變形小、內(nèi)孔壁質(zhì)量好,從而提高了空調(diào)能效比的熱交換律,得到了空調(diào)生產(chǎn)廠家的推廣應(yīng)用。該模具無論從技術(shù)還是品質(zhì)上已具備向先進國家模具制造的挑戰(zhàn)能力。黃山三佳渲華精密機械有限公司參展的空調(diào)翅片高速精密級進模(5.2×72列×2步進),模具設(shè)計制造水平與國際先進模具相比毫不遜色,并獲得模具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新專利。

(2)具有國際先進水平的電機鐵芯大型級進模,綜合了高精度、高難度、高效率、長壽命和多功能的特點

寧波震浴模具有限公司展出的電機鐵芯高速連沖大型級進模,槽形拼塊近200件、精度達0.3 μm,可互換,步距精度3 μm以內(nèi)。該模具有18個工位,含自助沖壓,扭斜槽、疊鉚、分組、安全保護功能,在300 t高速沖床上使用,沖速達320次/min,模具一次可沖出3列疊片高度達90 mm并帶有氣隙性能的定轉(zhuǎn)子鐵心組合產(chǎn)品。還將復合沖壓的結(jié)構(gòu)應(yīng)用在高速沖級進模上,實現(xiàn)轉(zhuǎn)子和定子的內(nèi)外徑同步?jīng)_裁,有效地提高了產(chǎn)品同軸度及表面質(zhì)量。模具一次刃磨壽命達300萬次,總壽命達1.8億沖次,模具結(jié)構(gòu)獲國家專利。寧波鴻達公司的特大型精密級進模,芯片直徑500 mm以上,在400 t高速沖使用。以及鐵芯片直徑大于1.2 m的特大型精密沖模,其設(shè)計制造水平可與世界先進水平媲美。參展的汽車零部件大型級進模也顯示出相當實力。模具技術(shù)進步很快,成形精度迅速提高,具有制品形狀復雜、曲面起伏大、材料強度高等特點。其中有代表性的是天津津兆機電開發(fā)有限公司生產(chǎn)的汽車后備箱結(jié)構(gòu)件大型精密級進模,重量14 t,長度4 m,模塊精度達5 μm,模具壽命300萬次,模具設(shè)計制造水平達到國外同類產(chǎn)品的技術(shù)水平。

(3)高速精密小型級進模精品薈萃

廈門特克模具有限公司展出的引線框架32工位級進模,制造精度1 μm,一模四列。在11 mm×9 mm的面積內(nèi)沖出24條內(nèi)外引線腿。產(chǎn)品共面性要求在10 μm內(nèi),制品具有引線腿數(shù)多、尺寸小、精度高、形狀復雜等特點。其高速批量的生產(chǎn)性能和壽命與國際先進水平相當,并獲得結(jié)構(gòu)專利3項。其中在模具導料機構(gòu)上加裝了一組側(cè)推滑塊,在合模時通過滑塊推動料帶與導料板吻合,從而達到材料與導板的精確接觸,提高了后道封裝工序的定位精度,滿足客戶使用要求。成都宏明雙新科技股份有限公司參展的電腦射頻連接器38工位級進模,高速沖壓含沖裁、凸筋 、倒角、打 V 型、撕口 、圈圓、折彎、整形等工序,沖出的制品尺寸小、曲面多、形狀復雜、精度高。該模具關(guān)鍵技術(shù)是多步抽芯卷圓整形工序結(jié)構(gòu)巧妙,模具性能和制造水平達到國外同類模具水平。另外,本屆展會上還涌現(xiàn)出許多電子連接器、接插件、電刷件、電器端子等高速精密小型級進模,模具總體水平已達到或接近國際先進水平。代表性的模具有江蘇華富電子有限公司研制的連接器端子精密多工位級進模,制造精度達1 μm,步距精度達2 μm。該模具設(shè)計了潤滑和冷卻系統(tǒng),有效克服了磨損和發(fā)熱變形對高速模具精度和壽命的影響;并針對卸料板運動的振動和高速沖壓導致的疲勞,開發(fā)了獨特的抗震結(jié)構(gòu)和高速送料裝置,保證了高速下制品的精密成形,模具壽命達3億沖次以上,沖速最高可達3 000次/min,并獲國家專利。

(4)其他品類沖模各具特色

無錫微研有限公司參展的汽車零件彈簧24工位拉伸級進模,通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,有效解決設(shè)計制造中的帶凸緣的高強板拉伸、圓筒直壁三等分均布的小孔側(cè)沖和拉伸大小、外徑凸緣相交處的異型孔側(cè)沖,特別是凸模由內(nèi)向外側(cè)沖的關(guān)鍵技術(shù)的解決,實現(xiàn)了筒體內(nèi)表面無毛刺要求和制品精度高以及模具運行有序等效果。該模具設(shè)計制造水平及形狀復雜的高拉伸制品達到國外同類模具先進水平。深圳藝峰有限公司展出的鋰離子電池鋁殼多工位自動成型模,可連續(xù)完成從落料拉伸、拉伸成形、側(cè)面打印、水平切邊、整形等工序組合,并實行機電模一體化等功能的演示,體現(xiàn)了多工位連續(xù)模和自動生產(chǎn)線的一體化特色。

綜述本次模展,可以看出相當一部分多工位與多功能模具和國際先進模具水平相比毫不遜色,無論從結(jié)構(gòu)還是可靠性和穩(wěn)定性上均有明顯進步,已具備了走出國門參與國際競爭的能力。

3 汽車覆蓋件模具

近年來,隨著車身換型節(jié)奏的加快,國內(nèi)眾多模具制造企業(yè)相繼開始生產(chǎn)附加值較高的大型車身覆蓋件模具?？傮w來說,本屆展會車身覆蓋件模具除了代表業(yè)界發(fā)展水平的一汽模具、東風模具、天汽模具和成飛集成四大模具廠家的集中展示之外,上海賽科利模具,山東濰坊福田模具及四川宜賓普什模具、河北金環(huán)模具等一大批模具制造企業(yè)均展示出了較強的競爭實力,部分模具的設(shè)計及制造水平已進入國際先進行列。

(1)汽車模具類型齊全,覆蓋件模具水平逐步提升

本次展會,大型外覆蓋件車身模具成為參展廠商展示自身實力的主要舞臺,展會上共計十余款車型的側(cè)圍、翼子板的集中亮相,充分顯示出國內(nèi)的汽車模具制造企業(yè)生產(chǎn)復雜模具的能力和水平。除此之外,展示產(chǎn)品還有單工序自動化大型覆蓋件沖壓模、自動化多工位成形模、多車型相似件共用的復合成形模具等,汽車模具的品質(zhì)精度及產(chǎn)品檔次等方面都有了很大的提升。例如一汽模具公司為英國路虎(LandRover)生產(chǎn)的高檔轎車鋁合金沖壓模具,共有23類制件、上百套模具,已在英國利物浦、伯明翰等工廠投入使用,并已先后承接了3個車型的鋁合金沖壓模具的生產(chǎn)任務(wù),為提高國內(nèi)企業(yè)在國際市場上的競爭力起到了推動作用。參展的Audi A6L高檔轎車前翼子板零件以自由狀態(tài)下合格的尺寸公差及良好表面精度,表明國內(nèi)模具制造企業(yè)已經(jīng)可以設(shè)計及制造全部類型的車身覆蓋件模具。另外,泊頭市金建模具有限公司參展的高質(zhì)量車身縱梁模具,具有消除梁類成形件側(cè)壁內(nèi)凹、扭曲及回彈變形等常見問題的結(jié)構(gòu),引起了業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。其他如河北興林、京泊、金環(huán)等模具企業(yè)展示的側(cè)圍、翼子板,發(fā)動機罩內(nèi)外板及頂蓋,四川宜賓普什的不銹鋼新型催化器及湖北十堰先鋒的下控制臂、輪罩等眾多的模具產(chǎn)品,通過全工序的沖壓成形仿真分析,在成形階段對車身沖壓產(chǎn)品本身及工藝補充進行相應(yīng)的回彈補償及變間隙加工數(shù)據(jù)處理,從而在很大程度上緩解了以往車身覆蓋件模具調(diào)試周期長、回彈變形不易控制等方面的難點問題,保證了模具的產(chǎn)品質(zhì)量,行業(yè)整體水平進步明顯。

(2)企業(yè)重視專利,新技術(shù)層出不窮

新技術(shù)的開發(fā)、專利技術(shù)的申報已經(jīng)越來越受到企業(yè)的重視,無論是機械科學研究總院先進制造技術(shù)研究中心一套模具申報的3項國家級專利和一項國際專利,還是山東濰坊福田模具公司一套模具申報的二項發(fā)明專利,以及重慶平偉模具關(guān)于超高強鋼板成形過程中,為消除回彈及扭曲所進行的拉延筋處理技術(shù),東風模具為翼子板側(cè)翻邊成形所開發(fā)的蹺板式擺動斜楔機構(gòu),都體現(xiàn)出了在結(jié)構(gòu)、工藝等方面較大的技術(shù)創(chuàng)新。北京機械科學研究總院先進制造技術(shù)研究中心與煙臺泰利汽車模具公司設(shè)計及制造的成形與淬火一體化熱成形專用模具,是國際先進的熱成形模具技術(shù)。熱成形模具與熱成形技術(shù)始終被國外幾家大公司所壟斷,本屆展會不僅對熱沖壓成形專用模具及熱成形沖壓件進行了展示及說明,還展示了熱成形工藝、關(guān)鍵技術(shù)、優(yōu)化方法以及設(shè)計、制造完成的車門防撞梁熱沖壓模具,并制定相關(guān)的熱沖壓模具企業(yè)技術(shù)標準與設(shè)計規(guī)范,有力地推動了國內(nèi)熱沖壓成形技術(shù)規(guī)?；a(chǎn)業(yè)應(yīng)用。

(3)模具出口促進企業(yè)模具技術(shù)水平提升

模具出口從車身內(nèi)板結(jié)構(gòu)件沖壓模具轉(zhuǎn)向有更高的尺寸精度及表面質(zhì)量要求的大型內(nèi)外覆蓋件模具,如河北金環(huán)模具公司為美國通用原廠提供的(GMX352)頂蓋整形側(cè)整形模具,通過一套模具實現(xiàn)全景天窗與無天窗版自動切換的大型外覆蓋件模具,四川宜賓普什模具為德國IVECO公司制造的深腔厚板不銹鋼件拉延模,安徽江淮福臻生產(chǎn)的印尼通用汽車背門外板上部拉延模等,其產(chǎn)品質(zhì)量均得到用戶的肯定,加大了國內(nèi)模具在國際市場上的影響力與覆蓋面。同時,通過模具的出口,使國內(nèi)模具制造企業(yè)在理解國外先進模具制造技術(shù),設(shè)計標準及驗收方式、方法上有了較大的提高,技術(shù)進步明顯。

從汽車模具總體技術(shù)水平上看,國內(nèi)車身覆蓋件模具與國外先進水平仍有明顯的差距,此外,參展的大多數(shù)車身覆蓋件沖壓制品在邊、角及形狀突變區(qū)域的細節(jié)處理上仍有較大的不足,在沖壓制品的單品檢測技術(shù)及整車匹配分析上尚有較大差距,高檔、豪華的乘用車車身覆蓋件沖壓模具的生產(chǎn)能力明顯不足等等,都需要汽車模具企業(yè)的繼續(xù)努力。

4 鑄造模具

本屆鑄造模具參展廠家近40家,與往屆相當,各展臺上精密、復雜的汽車壓鑄模具、重力鑄造模具和低壓鑄造模具依然是主角,寧波北侖和象山地區(qū)參展商數(shù)目依然數(shù)量最多。但從該地區(qū)所展示的品種繁多的鑄件可看到,無論品種、產(chǎn)品復雜程度及質(zhì)量、制作水平普遍都大幅度提高,已成為我國鑄造模具最重要的制造基地。由于核心技術(shù)的創(chuàng)新以及國際化運營的創(chuàng)新,出口及替代進口模具占有較大比例,部分企業(yè)出口模具已占總量的30%～50%,折射出近兩年來我國鑄造模具研制水平躍上了一個新臺階,與國際先進工業(yè)國家的差距進一步縮小。

(1)“創(chuàng)新”是本屆展品的鮮明特點

不少參展模具已獲得了發(fā)明專利或?qū)嵱眯滦蛯＠氖跈?quán),有些模具的技術(shù)含量和復雜程度相當高,其代表有:寧波市北侖輝旺鑄模實業(yè)有限公司參展的“保時捷中控支架鎂合金壓鑄模具”,是用來生產(chǎn)保時捷轎車的中控支架鎂合金壓鑄零件,模具尺寸大,重量32 t,在32 000 kN壓鑄機上使用,屬大型、復雜、精密的鎂合金壓鑄模具。由于中空、大型支架類薄壁鎂合金件成型困難,經(jīng)反復的模流分析,確定采用雙面、多路、加輔助進料的設(shè)計方案,并針對零件各部位形狀及成形難易采用了不同的澆道口厚度和寬度。為了有效控制模具各處溫度,除澆注系統(tǒng)冷卻外,其余均采用熱油加熱,保證了鑄件成形完整。在模具制作時,采用模擬工作熱狀態(tài)進行分型面的貼合調(diào)整,有效防止了生產(chǎn)過程竄料現(xiàn)象發(fā)生。寧波合力模具科技股份有限公司參展的大眾轎車發(fā)動機的“EA211MPI缸蓋鑄造模”,是由一副外模和六副芯盒模組成的復雜、精密的鑄造模具。該模具滿足了在自動化鑄造線生產(chǎn)時機器人下芯的要求,實現(xiàn)了生產(chǎn)過程中的自動下芯;模具設(shè)計時,充分考慮到金屬型底模和燃燒室模塊的溫度對缸蓋的燃燒室的形位度和燃燒室區(qū)域的晶粒度與枝晶間距等關(guān)鍵參數(shù)的影響,從產(chǎn)品特點出發(fā),結(jié)合鑄造生產(chǎn)現(xiàn)場的可操作性,從冷卻管路布置和多點熱電偶排布,以及模塊結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面解決問題,底模兩處設(shè)置熱電偶,6路水冷卻,4路風冷,3處加熱管加熱,并與設(shè)備上的PC連接進行實時自動溫控,實現(xiàn)了每路管路的單獨控溫、自動冷卻和定量冷卻,很好地解決了鑄件關(guān)鍵功能區(qū)域?qū)?yīng)的模具部位精確的溫度控制;在不易成型的部位采用了局部負壓填充(抽真空)的技術(shù),引導鋁液先填充薄壁處,從而有效地保證不易成型的薄壁部位的充型;產(chǎn)品工藝出品率達70%,合格率達95%。廣州市型腔模具制造有限公司參展的“轎車后橋副車架壓鑄?！?是用來生產(chǎn)廣汽自主品牌“傳祺”轎車上的鋁鎂合金后橋副車架,為保證這件汽車A級安全件的致密性和內(nèi)部質(zhì)量,在大型壓鑄模具上所采用的真空技術(shù)、溫控技術(shù)及澆注系統(tǒng)設(shè)計很有特色:壓鑄采用高真空壓鑄技術(shù),為確保模具密封性能,采用3層密封方法:第1層在套板上設(shè)置氟膠密封條,第2層在鑲塊設(shè)置真空隔離帶單獨抽氣,第3層在型腔抽真空,此外各推桿加設(shè)組合密封件確保密封;為確保在壓鑄過程模具溫度理想,采用區(qū)域性溫控,與周邊溫控設(shè)備配合形成閉環(huán),模具設(shè)置了8個利用熱電偶的測溫點,對應(yīng)有6組冷卻回路,通過電磁閥、比例閥控制每組冷卻回路的冷卻水的大小或開閉,進行實時自動控制,從而使模具處于較理想的工作溫度狀態(tài);設(shè)計流道時經(jīng)反復的模流分析,確定采用指形流道設(shè)計方案,分兩大主流道后再各分叉6個橫流道、12處進料,確保了長、薄工件的成形完整。

(2)壓鑄模具的抽芯機構(gòu)出現(xiàn)形式的多樣化

除常規(guī)的斜銷抽拔、單油缸或雙油缸抽拔外,還出現(xiàn)了像寧波凱利機模具有限公司的“WG222010-803R-1變速器中殼體”模具上的上滑塊中另加設(shè)小滑塊的結(jié)構(gòu),廣州市型腔模具制造有限公司的“日產(chǎn)發(fā)動機油底殼”模具上的堆疊式油缸機構(gòu)。寧波市北侖輝旺鑄模實業(yè)有限公司的“重卡變速箱殼體”模具上兩長軸的抽芯機構(gòu),是一種結(jié)構(gòu)新穎、設(shè)計巧妙的特殊滑塊抽芯轉(zhuǎn)換機構(gòu),能有效地解決抽拔距離過長,或因由于位置限制,常規(guī)機構(gòu)無法設(shè)置抽芯機構(gòu)的難題。此外,針對大型滑塊重量大、受熱后膨脹尺寸差較容易卡死的現(xiàn)象,有些模具在滑塊上加設(shè)導向條或?qū)е鶎走M行運動導向,有的采用鈹青銅中加石墨的摩擦副,達到了模具使用的高可靠性。

(3)重力鑄造用的缸蓋、缸體模具制造技術(shù)日趨成熟

象山同家模具制造有限公司、寧波合力模具科技股份有限公司、寧波強盛機模具有限公司等企業(yè)制造水平較高,他們制造的缸蓋和鑄造缸體模具品種規(guī)格多,幾乎覆蓋我國生產(chǎn)的各車型,相當部分還出口。近年來國內(nèi)才開拓成功的高壓鑄造的缸體模具制造發(fā)展迅猛。缸體壓鑄模具是適應(yīng)汽車輕量化要求的新型模具,產(chǎn)品質(zhì)量要求苛刻、全自動化生產(chǎn)、模具使用穩(wěn)定性要求甚高,國內(nèi)各汽車廠向來都是使用進口模具,成功開發(fā)缸體壓鑄模具是業(yè)界的職責和目標?；仡櫼酝袊虾H模具展覽會,4年前的十二屆展會上首次出現(xiàn)了第一套直排四缸汽車缸體壓鑄模,2年前十三屆展會上第一套V型6缸體壓鑄模問世,本屆展會已有6家企業(yè)的展臺上擺上已完成的多款復雜的汽車缸體壓鑄模。據(jù)粗略計算,目前我國已有約15家廠家制造過這類模具,當中部分廠家從仿制到制造,從來圖加工到自行設(shè)計,有的還提前介入產(chǎn)品的早期設(shè)計,逐步掌握了這類模具的設(shè)計與制造的竅門和核心技術(shù),結(jié)束了汽車缸體壓鑄模完全依賴進口的局面。

(4)CAE的應(yīng)用日趨成熟。

CAE已成為各鑄造模具制造廠家必不可少的一個流程,大部分模具在設(shè)計流道前進行多次模流分析,優(yōu)選出最佳流道方案,同時通過CAE進行模具工作狀態(tài)時溫度場的預測,作為模具溫控系統(tǒng)設(shè)計和溫控措施安排的重要參考依據(jù),使模具一次試模合格率普遍提高。如汽車“凸輪軸支架”壓鑄模具一般是一模一腔,寧波北侖鴻翔模具機械有限公司展示的模具卻是一模二腔。該公司通過引進日本CAE軟件進行流道分析,合理設(shè)計澆注系統(tǒng),產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量很好,成品合格率高,大大提高了生產(chǎn)效率。此外,淬火后型腔鑲塊精加工采用高速切削,低速走絲切割進行推桿孔和型芯固定孔加工,選用鑲塊熱處理、表面處理等先進加工方法,產(chǎn)品外觀質(zhì)量提高。展覽會上寧波臻至機械模具有限公司的“通訊件基站腔體”壓鑄模,寧波星源機械有限公司展出的“暖氣片”系列壓鑄模,散熱片高25 mm,厚度只有0.6 mm,寧波鑫達模具制造有限公司的“EG01—下缸體”壓鑄模以及寧波埃利特模具制造有限公司展出的壓鑄件,制造精細,外觀漂亮。

近幾年,汽車行業(yè)的飛速發(fā)展,零件的輕量化是當前的技術(shù)熱點和發(fā)展趨勢,對鋁合金的重力金屬型鑄件和鋁合金、鎂合金壓鑄件要求更高,這樣給模具行業(yè)帶來了強勁的推力和壓力。隨著國內(nèi)2 000 t以上大噸位壓鑄機不斷增添,大型壓鑄模具的需求也日益增多,但是目前國產(chǎn)大型壓鑄模具的使用壽命及穩(wěn)定性還未盡如人意,如何在模具質(zhì)量和交貨期上做好快速響應(yīng),模具如何更好地適應(yīng)生產(chǎn)的自動化要求,如何開發(fā)和合理選用更貼近于生產(chǎn)現(xiàn)場條件的模擬軟件,仍有很大的提高空間。

5 快速經(jīng)濟模具與快速成形技術(shù)

本次展會參展的快速經(jīng)濟模具技術(shù)與快速成形技術(shù)的企業(yè)、大專院校等近20家,包括了快速原型設(shè)備的代理商。快速經(jīng)濟模具正在改變“經(jīng)濟快速、用于小批量生產(chǎn)”的初衷,開始轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)于新產(chǎn)品開發(fā)的樣品試制和新產(chǎn)品工藝認證。目前我國快速經(jīng)濟模具技術(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)。雖然快速模具的技術(shù)水平有了很大的提高,但是,在我國自主品牌新產(chǎn)品開發(fā)、試制方面還沒有形成完善的服務(wù)體系,服務(wù)能力較低。例如汽車新車型開發(fā)中的車身快速試制,雖然我們的快速模具技術(shù)已接近國外的先進水平,但在能力上、在系統(tǒng)服務(wù)上還有相當大的差距,因此導致國內(nèi)大多汽車主機廠的新車型快速試制項目仍然還以國外為主。從這一點看,我們不但要重視快速模具技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展,更應(yīng)注重快速模具技術(shù)的實際應(yīng)用,建立完善的服務(wù)體系和服務(wù)能力,才能更好的促進我國快速模具技術(shù)的進一步發(fā)展。

快速成形模具技術(shù)。本次展會展出的冷沖壓快速模具技術(shù)大多是圍繞汽車覆蓋件快速試制而研發(fā)的快速模具技術(shù)。例如:快速制造國家工程研究中心(西安交通大學機械工程學院先進制造技術(shù)研究所)展出的金屬電弧噴涂快速制模技術(shù)及電弧噴涂機,是一種基于電弧噴涂、快速原型、數(shù)控加工和材料學技術(shù)的經(jīng)濟、快速的模具制造工藝。它通過電弧噴涂工藝制造模具金屬型殼,并通過材料累加方法制造出具有材料梯度、功能梯度結(jié)構(gòu)的模具,是一種近凈成形的模具制造技術(shù)。可用于制作金屬沖壓模具、熱壓成形模具以及塑料模具等。目前已在飛機、汽車、拖拉機、家電、塑料等行業(yè)成功應(yīng)用,是極具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N模具制造新途徑。該中心首次研發(fā)出集運動控制和工藝參數(shù)控制于一體的五自由度電弧噴涂機器人。由CAD模型直接驅(qū)動實現(xiàn)自動仿形噴涂。噴涂材料主要包括:鋅、鋁、鉛錫合金、銅、碳鋼等實芯絲材及常用的粉芯絲材。另外,煙臺泰利汽車模具制造有限公司(山東省快速模具工程技術(shù)研究中心)展出的低熔點合金(熔點138℃)快速模具技術(shù)、中熔點合金(熔點380℃)快速模具技術(shù)以及鋼、合金復合快速模具技術(shù),是在傳統(tǒng)的快速模具技術(shù)上利用CNC、RP等技術(shù)進行改造,極大地提高了制模精度和快捷性,完全滿足了中高級轎車覆蓋件的沖壓成形,已基本達到了國際先進水準。

快速成形技術(shù)及設(shè)備?？焖俪尚渭夹g(shù)自上世紀90年代發(fā)展起來至今,其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,在新產(chǎn)品快速制造和快速模具的制造上更是得到了廣泛的應(yīng)用。本次展會參展的快速成形技術(shù)及設(shè)備也很多,如材料成形與模具技術(shù)國家重點實驗室、快速制造國家工程研究中心、北京太爾時代科技有限公司、廣州隨爾激光快速成形有限公司、上海福斐科技發(fā)展有限公司等,紛紛展示了其研究成果和設(shè)備,以及圍繞著新產(chǎn)品快速開發(fā)提出了整體解決方案,有的展示了所代理的國際最先進的技術(shù)和設(shè)備。快速制造國家工程研究中心展出了SPS系列激光快速成形機,其最大成形面積800 mm×600 mm×400 mm,其特點是能制作出精細的薄壁和空心結(jié)構(gòu),精度高、成形內(nèi)表面質(zhì)量好,適用于汽車、家電航天航空等行業(yè)。還展出了SCPS紫外光快速成形機、ZK系列真空澆注成形機等。北京太爾時代公司展出了INSPIRE A系列快速成形系統(tǒng),全面升級了成形空間,能勝任超大尺寸的模型制作。具備了更高的打印精度,可直接打印出產(chǎn)品級的模型。同時MEM系列3位打印機支持多項性能參數(shù)的自主調(diào)節(jié),提供多樣化的運行方案,滿足不同模型制作的特殊要求。上海福斐公司作為致力于將國際先進快速成形技術(shù)同步引進國內(nèi),在國內(nèi)建立研發(fā)和應(yīng)用基地,引進并展出了美國彩色zcorp三維打印機、以色列objet三維打印機,并全線代理美國stratasys公司的fortus高端系列設(shè)備。

綜觀本屆模展,從展出的快速模具及快速制造技術(shù)來看,快速模具的發(fā)展已經(jīng)與國際先進水平接近,但應(yīng)用上還有差距,從事快速模具研發(fā)的企業(yè)還不多,應(yīng)用能力有限?？焖俪尚渭夹g(shù)的應(yīng)用比較廣泛,無論是在設(shè)備的研發(fā)上還是在快速制造上都取得了較好的成果,為我國不同領(lǐng)域的工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)做出了重要貢獻。

6 模具標準件

本屆參展的模具標準件充分展現(xiàn)了我國模具標準件企業(yè)的技術(shù)水平和發(fā)展創(chuàng)新的實力。同時,展會也為我國整個標準件行業(yè)提供了良好的交流溝通平臺,促使整個行業(yè)朝著更新、更高的世界高端水平邁進。

產(chǎn)品檔次提升較快,凸顯出整個行業(yè)的創(chuàng)新能力。本屆展會參展的模具標準件企業(yè)超過了90多家,其中不乏美國、德國、意大利、英國、日本、韓國等國家的知名標準件企業(yè),如:IEM、DANLY、DME、Fibro、PUNCH 、DAYTON 、昆山優(yōu)德、天津鑫茂、北京世茂、北京永茂、河北三達、東風科爾等。參展的各企業(yè)都不同程度地展示出了自己近兩年來研制、開發(fā)的新產(chǎn)品,如北京永茂自主開發(fā)的雙軸傾斜式旋轉(zhuǎn)斜楔機構(gòu),應(yīng)用于扣合模具中,替代傳統(tǒng)的多個單動翻轉(zhuǎn)凸輪機構(gòu)分別成形,此機構(gòu)具有翻邊行程小,安裝空間小,易于安裝調(diào)試和維修方便的特點。該機構(gòu)機體采用球墨鑄鐵QT500,提高了機構(gòu)的強度和耐磨性,有效地延長了翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的使用壽命,有著較為廣闊的市場前景。

盤起工業(yè)展示的盒式導板吊裝斜楔機構(gòu),是對傳統(tǒng)緊湊型側(cè)滑板式斜楔機構(gòu)的改良和創(chuàng)新。整體盒形導向機構(gòu)替代了傳統(tǒng)分體式側(cè)滑板導向形式,提高了導向機構(gòu)的導向精度,加強了導向機構(gòu)的強度,而且導向滑動的面積增加了30%左右,驅(qū)動部分采用V型自定心結(jié)構(gòu),有效地平衡了側(cè)向力對導向結(jié)構(gòu)的影響,因此,該機構(gòu)的側(cè)沖能力和工作壽命都得到了較大幅度的提高,尤其對于有長壽命要求的汽車沖壓模具,有著良好的應(yīng)用空間。武漢東風科爾公司開發(fā)生產(chǎn)的125雙V導向系列斜楔,在原SANKYO標準125系列斜楔的基礎(chǔ)上,滑動面采用雙V型導滑面,V型結(jié)構(gòu)大大地提高了斜楔承受側(cè)向力的能力,使整個斜楔的平衡和受力狀態(tài)更加合理,滑塊的強度也得到加強,得到市場的認可。模具標準件的不斷開發(fā)創(chuàng)新,滿足了我國模具工業(yè)快速發(fā)展的需要,同時,提升企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的能力才能適應(yīng)模具標準件市場的要求已成共識。

模具標準件質(zhì)量水平顯著提高,市場競爭進一步加劇。近幾年,得益于國內(nèi)模具工業(yè)的快速發(fā)展,我國模具標準件制造業(yè)的技術(shù)水平有了很大的提高,國內(nèi)的生產(chǎn)企業(yè)對于國外的標準(如:MISUMI,PUNCH,DAYTON,DME,SANKYO,KALLER)都得到了很好的消化和吸收及創(chuàng)新和改進,標準件企業(yè)對于生產(chǎn)設(shè)備的投入和更新也在加快,加之企業(yè)對標準件的原材料以及生產(chǎn)工藝的較好掌控,使標準件的質(zhì)量水平較前些年有較大提升,交貨周期也能滿足用戶的要求。同時,因為標準件生產(chǎn)企業(yè)的增多,行業(yè)競爭這幾年日益激烈,價格戰(zhàn)持續(xù)不斷,產(chǎn)品的利潤空間在進一部縮小,模具標準件行業(yè)的生產(chǎn)企業(yè)也在不斷的重新整合。對于我國整個模具工業(yè)發(fā)展來講,標準件穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量、短的交貨周期、持續(xù)走低的產(chǎn)品價格,會對模具工業(yè)的發(fā)展起到很好的促進作用,但是,標準件企業(yè)為了爭奪市場份額,頻繁降價,也會使整個行業(yè)的利潤水平進一步下降,無序競爭勢必導致質(zhì)量下降和企業(yè)開發(fā)創(chuàng)新能力弱化,部分模具標準件呈現(xiàn)專業(yè)化生產(chǎn)趨勢明顯。本屆模展上,側(cè)沖機構(gòu)、自潤滑導板、導套、導柱、氮氣彈簧、沖切元件的專業(yè)化生產(chǎn)廠家較多。這些廠家關(guān)注生產(chǎn)一種或幾種全系列規(guī)格的模具標準件,產(chǎn)品的質(zhì)量能很好地滿足用戶的要求,生產(chǎn)效率得到了很大提高,在激烈的模具標準件市場中,處于有利的位置。如湖北十堰興開科技公司和湖南邵陽興達公司所生產(chǎn)的氮氣彈簧,采用進口密封元件,產(chǎn)品質(zhì)量不亞于進口的氮氣彈簧,交貨周期和價格方面,優(yōu)勢明顯,已占有一定的市場份額。自潤滑導板、導套主要集中在浙江嘉善、黃巖和余姚一帶,側(cè)沖機構(gòu)主要分布在京、津、唐一帶,完整的生產(chǎn)供應(yīng)鏈以及生產(chǎn)方式的專業(yè)化、規(guī)?；⒅苯訋淼统杀?、高品質(zhì)、短周期的優(yōu)勢,這應(yīng)當是我國模具標準件今后的發(fā)展方向。

標準件企業(yè)的技術(shù)支持和售前服務(wù)意識顯著增強。模具企業(yè)為了實現(xiàn)對用戶的快速交模,在模具的設(shè)計、制造和標準件的采購周期上,有具體的時間節(jié)點和要求。模具標準件企業(yè)在為用戶提供實體產(chǎn)品的同時,已經(jīng)開始從紙質(zhì)產(chǎn)品樣本、2D的電子圖檔逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁?D電子圖檔或基于某一軟件的3D數(shù)據(jù)庫。本屆展會上,盤起工業(yè)開展了基于NX的《PUNCH沖壓和汽模參數(shù)化、數(shù)據(jù)化》的首發(fā)和推行,DAYTON發(fā)布了DAYTON TOOLS獨立選參數(shù)據(jù)庫。這些數(shù)據(jù)庫都將促使模具設(shè)計人員方便、準確、高效地選用模具標準件。

盡管我國模具標準件這幾年的技術(shù)水平提高很快,已能滿足我國模具工業(yè)的要求,但仍有以下問題應(yīng)引起足夠的重視。如模具標準件企業(yè)需加強專業(yè)協(xié)作的問題、模具標準件的標準體系急需修訂問題以及自主創(chuàng)新能力需要加強的問題等。只有借助企業(yè)專業(yè)化的發(fā)展、加強彼此間的合作、強化創(chuàng)新,才能使模具標準件行業(yè)走上快速發(fā)展的高速路。

7 模具材料

本屆展覽會吸引了國內(nèi)外近40家模具材料參展商,涵蓋了來自瑞典、德國、法國、日本等國的知名企業(yè)以及國內(nèi)多個省市、地區(qū)的優(yōu)質(zhì)模具鋼材料供應(yīng)商。參展企業(yè)紛紛展示了近幾年研發(fā)出的新材料、新工藝,反映了目前國內(nèi)外模具鋼材料的最新進展。總體來說,各模具鋼企業(yè)都遵循市場發(fā)展需要,不斷調(diào)整傳統(tǒng)模具鋼材料的合金成分和熱處理工藝,開發(fā)出種類繁多、性能特點突出、更具有針對性的模具鋼材料。

冷作模具鋼方面。日本日立金屬株式會社在SLD系列冷作模具鋼的基礎(chǔ)上開發(fā)出了遠遠超出常用材SKD11特性的下一代冷作模具鋼——高性能冷沖壓模具鋼SLD-MAGIC,通過添加易切削元素等手段,改善其加工性能,同時降低了成本,縮短了供貨期。與SKD11改良鋼8%Cr鋼(日立金屬SLD8)相對比,其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾方面:①耐磨性:最高硬度在62HRC,其耐磨性約提高35%,使模具壽命大幅提高;②表面處理性:表面處理膜(CVD等方法)的密著性約提高30%,可以防止高強力鋼的彎曲、拉伸等成形時產(chǎn)生的刮痕;③熱處理特性:熱處理寸變約降低40%,形狀的偏差也會改善。針對熱處理和表面處理的尺寸變形量少,降低修復時間;④切削性:切削性約提高35%,基于提高加工效率,在模具制造上縮短加工時間。日本大同特殊鋼株式會社研制出長壽命冷作模具鋼“DCMX”,其特點是擁有矩陣形式的組織。矩陣形式是指從金屬組織中去除粗大的一次碳化物后的組織。由于粗大的一次碳化物是導致破損的起點,為有害成分,因此在模具鋼中尤其需要減少。與SKD11鋼相比,DCMX的各向同性提高了50%以上,在熱處理時可輕松調(diào)整尺寸。最高硬度為62HRC,高于SKD11的60 HRC。韌性提高了1倍,切削性提高了3倍。日本高周波鋼業(yè)株式會社開發(fā)出微細鋼KD11S,與SKD11耐磨性能、熱處理變形、表面處理性能基本相當,而切削性能、抗疲勞性顯著提高,因此,通過延長刀具壽命、提高加工效率達到了降低成本的目的。

熱作模具鋼方面。日本日立金屬株式會社開發(fā)出新一代壓鑄模具用鋼DAC-MAGIC,與SKD61鋼相比,該鋼具有高的高溫強度和優(yōu)秀的耐熱疲勞性能,延遲了使用中熱疲勞裂紋的產(chǎn)生;由于具有較強的耐應(yīng)力腐蝕開裂的才能,能夠避免模具在冷卻孔中開裂。瑞典一勝百公司開發(fā)出DIEVAL鋼,是一種含鉻、鉬、釩的高性能熱作模具鋼,其具有很好的抗熱疲勞龜裂、熱沖擊開裂、熱磨損、塑性變形的性能,其成為壓鑄、熱鍛、熱擠模具鋼的優(yōu)良選擇。日本高周波鋼業(yè)株式會社開發(fā)出KDAMAX,具有優(yōu)質(zhì)的抗模具R形轉(zhuǎn)角處開裂和抗水冷孔開裂性能,適用于制造復雜形狀的模具或壁薄。

塑料模具鋼方面。安塞樂米塔爾公司開發(fā)出superlast系列模具鋼,據(jù)稱目前為市場上最寬泛的產(chǎn)品(290～420HB),其HP370模塊尺寸可達到寬度2 000 mm,厚度500 mm。上海大學模具鋼課題組與江陰宏晟重工、浙江通迪重工聯(lián)合開發(fā)了尺寸為1 200 mm×1 300 mm×2 700 mm的718模塊,模塊單重33 t,截面硬度(34±1)HRC,應(yīng)用于大型車輛的保險杠模具,第一次實現(xiàn)了特大型718模塊國產(chǎn)化。日本大同特殊鋼株式會社開發(fā)的S-STAR、G-STAR超鏡面、高硬度、耐腐蝕塑料模具鋼在控制非金屬雜質(zhì)方面取得了很大的進展。此外,德國葛利茲模具鋼公司研發(fā)的VICTORY ESR系列塑料模具鋼產(chǎn)品,德國斯穆-碧根柏公司生產(chǎn)的formadur系列塑料模具鋼產(chǎn)品也都達到了相應(yīng)的水平。

國內(nèi)模具鋼企業(yè)有了長足的發(fā)展。在一些國內(nèi)用量較大的通用牌號模具鋼生產(chǎn)中,國內(nèi)企業(yè)已逐步占據(jù)了市場份額。首先,國產(chǎn)軋制板材成為一大亮點,以寶鋼、東北特鋼為首的國內(nèi)大型鋼鐵企業(yè)已能大批量生產(chǎn) H13、4Cr13 、Cr12MoV 、718、SKD11等牌號的板材,滿足了國內(nèi)用戶的需求。寶鋼股份目前可生產(chǎn)厚度10～80 mm,寬度1 200 mm或1 800 mm,長度4 000～6 000 mm的系列板材。其次,在大型模塊的生產(chǎn)方面,寶鋼、東北特鋼、江陰宏晟重工、廣東金型重工4家企業(yè)率先實現(xiàn)了特大型模塊的國產(chǎn)化。其中,東北特鋼DC53產(chǎn)量為國內(nèi)最大。另外,大截面不銹、耐蝕、高拋光的塑料模具鋼 4Cr16Mo、4Cr13N 、10Ni3MoCuAl開始逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化,以代替進口的NAK80等產(chǎn)品,從而滿足國內(nèi)平板液晶電視等電子產(chǎn)品對該類型塑料模具鋼的巨大需求。此外,優(yōu)質(zhì)H13鋼生產(chǎn)面有所拓寬,不再是以往大型國企一家獨大的局面。多家中小型民營企業(yè)如江陰宏晟重工等開始采用北美壓鑄協(xié)會標準生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)H13鋼。

服務(wù)已經(jīng)成為模具材料企業(yè)競爭的重要手段。從本屆展會可看出,隨著模具材料性能的不斷提高,降低成本、縮短供貨周期、控制產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性、提供個性化生產(chǎn)和服務(wù)、生產(chǎn)大型精密模塊成為了各企業(yè)競爭的關(guān)鍵。因此,許多歐美企業(yè)紛紛打出“服務(wù)牌”,著重展示其在售后服務(wù)方面的特色。如:德國霸士工模具鋼公司就采取了小批量供貨的服務(wù),可以針對客戶的要求提供相應(yīng)規(guī)格的產(chǎn)品,方便用戶直接進行后續(xù)處理。國內(nèi)企業(yè)也開始探索以用戶的需求為主導,加強售后服務(wù)的新思路。如上海大學與軒燦模具合作建立了生產(chǎn)、銷售、產(chǎn)品跟蹤、售后服務(wù)一體化的新型模具鋼營銷平臺。

國產(chǎn)模具鋼與進口模具鋼的差距在縮小,但以國產(chǎn)材料取代進口材料,仍然任重而道遠。一方面是國內(nèi)模具鋼企業(yè)水平參差不齊,中小型模具鋼企業(yè)以低價搏市場的不健康競爭現(xiàn)象依然存在,國產(chǎn)材料研發(fā)力度不強、產(chǎn)品穩(wěn)定性不高,都成為了約束國內(nèi)模具鋼發(fā)展的瓶頸。反觀國外模具鋼企業(yè),穩(wěn)定的“研發(fā)—售后服務(wù)—反饋”機制已經(jīng)形成,產(chǎn)品不斷推陳出新,從而一直占領(lǐng)高端模具鋼的市場。因此,在今后的發(fā)展中,國內(nèi)企業(yè)可以針對我國國情,著力從以下幾個方面突破:一是向高精度大型化方向發(fā)展,研制無變形的預硬化塑料模具鋼和大規(guī)格、大噸位的模具鋼;二是向高純凈度、高等向性、超細化組織、長壽命方向發(fā)展,延長模具使用壽命;三是向制品化方向發(fā)展,盡可能縮短模具加工周期;四是向模具鋼的系列化和個性化方向發(fā)展。開發(fā)出適用于不同工作溫度,具備不同的耐腐蝕性能、切削性能、蝕刻性能、拋光性能的高品質(zhì)模具鋼。

8 模具CAD/CAE/CAM技術(shù)

隨著我國模具工業(yè)的發(fā)展和進步,近幾年來許多模具企業(yè)已從單純應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)到綜合應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù),進一步發(fā)展到應(yīng)用集成化專業(yè)軟件。將計算機輔助設(shè)計、分析、制造擴展到模具和產(chǎn)品質(zhì)量測試以及生產(chǎn)管理的每一個環(huán)節(jié),在本屆展會中已有一些頗具代表性的系列軟件或者集成系統(tǒng)參展。

英國Delcam公司參展的集成化系列軟件,能為模具企業(yè)提供從設(shè)計、制造、測試到管理的全面解決方案,包括 2～5軸高速加工 CAM系統(tǒng)Power SHAPE、車銑復合和線切割 CAM系統(tǒng) Feature CAM 、質(zhì)量在線檢測系統(tǒng) Power INSPECT、逆向/正向混合設(shè)計系統(tǒng)Power SHAPE Pro、協(xié)同合作管理系統(tǒng)PS-Team和CAD數(shù)據(jù)接口模塊Exchange。

上海申模計算機系統(tǒng)集成公司依托上海交通大學模具CAD國家工程研究中心,提供C3P(CAD/CAM/CAE/PDM)技術(shù)為主的咨詢服務(wù),是美國SFTC公司金屬塑性成形仿真軟件DEFORM、西門子公司NX軟件、美國DP公司ESPRIT CAM 軟件中國區(qū)的主要代理商。該公司的專業(yè)技術(shù)服務(wù)團隊能根據(jù)客戶需求,提供從CAD、CAM 、CAE、PDM 等單一軟件到C3P系統(tǒng)集成的高新技術(shù)服務(wù)。

廣州中望龍騰軟件股份公司為全球18萬用戶提供CAD/CAM 的軟件“中望3D”,能夠提供從設(shè)計到加工一體化的解決方案。目前已有國內(nèi)外200多家專業(yè)二次開發(fā)商加盟該公司,使超過近百種專業(yè)應(yīng)用軟件移植到中望CAD/CAM的平臺,涉及模具、機械、建筑、交通等多個領(lǐng)域。

華中科技大學材料成形與模具技術(shù)國家重點實驗室在鑄造液態(tài)成形模擬、塑料注射成形模擬和板料沖壓成形模擬的理論和方法等方面進行了深入研究,開發(fā)出華鑄 CAE、華塑CAE和FASTAMP 3個國內(nèi)知名軟件,已在國內(nèi)300多家單位使用。近年來該團隊又取得了新成果。板料沖壓成形模擬軟件FASTAMP除獨立運行的系統(tǒng)外,還集成到CATIA V5、PRO/E 、SOLIDWORKS 和 NX 的環(huán)境中,大大擴展了FASTAMP的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍。華塑CAE將塑料注射成形模擬技術(shù)、人工智能技術(shù)應(yīng)用于塑料注射機的數(shù)字化和智能化,成功開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能型全電動塑料注射機。

益模軟件科技公司是一家專門從事模具、工裝、非標等單件小批量生產(chǎn)企業(yè)信息化技術(shù)與應(yīng)用的軟件公司,可為單件小批量生產(chǎn)企業(yè)提供項目管理、生產(chǎn)管理、成本管理、PDM 、以及CAD/CAM/CAE等系統(tǒng)的數(shù)字化產(chǎn)品及服務(wù)。該公司的模具ERP/APS/MES軟件eMan和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件MoldDM已在長春一汽、無錫國盛、麥斯優(yōu)聯(lián)和康佳模具等許多企業(yè)推廣應(yīng)用。

“十二·五”期間,我國在工業(yè)的各個領(lǐng)域?qū)⒋罅ν茝V應(yīng)用“數(shù)控一代”技術(shù)并積極研發(fā)“智能一代”技術(shù)?？梢灶A期,我國模具企業(yè)將在CAD/CAM/CAE/PDM和智能技術(shù)應(yīng)用方面取得更大的成績。

9 我國模具的發(fā)展趨勢與問題

近年來,隨著信息化、智能化的高速發(fā)展,服務(wù)制造已成為制造業(yè)的新熱點,而模具行業(yè)是服務(wù)于制造業(yè)的重要工藝裝備,因此,必需從一個全新的角度來審視模具行業(yè)的發(fā)展。第十四屆中國國際模展以及模具國家級新產(chǎn)品的評審推薦,我國模具技術(shù)的發(fā)展顯現(xiàn)出以下一些發(fā)展的趨勢與問題:

(1)模具產(chǎn)業(yè)集聚式公共服務(wù)平臺引領(lǐng)模具技術(shù)發(fā)展。目前我國已經(jīng)形成了20多個模具產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)(包括模具城、模具園區(qū)等),加上政府的扶持政策以及信息化公共服務(wù)平臺的建設(shè),使模具企業(yè)的市場宣傳效果大大提升。這樣既提升了模具企業(yè)的市場銷售,也大大促進了模具企業(yè)的專業(yè)化技術(shù)分工,技術(shù)服務(wù)內(nèi)容越來越豐富。本次展會,模具產(chǎn)業(yè)園區(qū)展位的新技術(shù)、新模具星光璀璨,模具產(chǎn)業(yè)集聚式公共服務(wù)平臺已成為我國模具行業(yè)的重要支撐和技術(shù)發(fā)展的領(lǐng)頭羊。

(2)服務(wù)制造下的模具發(fā)展新方向。服務(wù)制造是在服務(wù)業(yè)和制造業(yè)不斷融合的背景下應(yīng)運而生,是為了實現(xiàn)制造價值鏈中各自利益相關(guān)者的價值增值,達到一種高效創(chuàng)新的制造模式,也是世界先進制造業(yè)發(fā)展的新模式和新形態(tài)。服務(wù)制造就是制造與服務(wù)的融合,宗旨就是一攬子解決企業(yè)的問題,滿足企業(yè)的需求。模具是具有明顯服務(wù)特征的高科技、知識和資金密集型的生產(chǎn)工藝裝備。服務(wù)制造的出現(xiàn)對模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造、銷售、維護以及管理模式等帶來巨大影響,模具企業(yè)必需從一個全新的角度考慮與服務(wù)企業(yè)的關(guān)系,專業(yè)化、精細化、智能化是模具技術(shù)發(fā)展的必由之路。

(3)模具向產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈的一體化解決方案方向發(fā)展。隨著市場需求的變化以及競爭的加劇,模具企業(yè)單純的模具設(shè)計制造模式已不能滿足市場競爭的需要,從對模具品質(zhì)的單一要求,向企業(yè)產(chǎn)品需求的一體化解決方案發(fā)展。產(chǎn)品的需求突破了模具產(chǎn)品本身的界限,一大批多領(lǐng)域交叉技術(shù)的應(yīng)用及以模具為核心的系統(tǒng)解決方案將是今后模具發(fā)展趨勢的主要特征。部分企業(yè)已開始主動配合產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)工作,參與產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的研發(fā)、設(shè)計和生產(chǎn)服務(wù),提供全過程的模具、工裝甚至產(chǎn)品服務(wù),使模具企業(yè)由制造業(yè)向制造服務(wù)型企業(yè)轉(zhuǎn)變。

(4)智能化模具成為模具行業(yè)發(fā)展的弄潮兒。模具制件的精度和質(zhì)量的控制對智能化模具的需求越來越強烈,特別是塑料模具和壓鑄模具,模具的溫度的智能控制、流量的智能控制、冷卻過程的智能控制等技術(shù),以及本屆模展新出現(xiàn)的冷沖模成形過程在線智能控制等技術(shù),標志著我國模具正在朝著智能化方向發(fā)展,也迎合了我國裝備智能化發(fā)展的新浪潮。

(5)模具出口帶動模具企業(yè)技術(shù)進步效果明顯。我國大陸已有28個省、市和地區(qū)的模具出口到176個國家和地區(qū),出口總額達到210多億元,年增長達30%以上,且出口到歐美等發(fā)達國家的模具比例很大。出口模具的高要求和高品質(zhì)迫使國內(nèi)模具企業(yè)不斷提升自身技術(shù)水平和能力,關(guān)注技術(shù)創(chuàng)新和專利申請,使行業(yè)內(nèi)的一大批模具出口企業(yè)的核心技術(shù)競爭力迅速提升,模具企業(yè)技術(shù)進步效果明顯。

(6)新材料、新工藝促使新型模具孕育而生。在國家和地方政府對新材料的鼓勵和支持下,新型材料大批涌現(xiàn),導致了各種新型工藝的出現(xiàn)(如:直接熱沖壓成形工藝技術(shù)、間接熱沖壓成形工藝技術(shù)、纖維復合材料的成形工藝技術(shù)、輕質(zhì)合金材料的成形等)。這些新型工藝技術(shù),對裝備和模具提出了新的要求,新型模具、新型裝備和新的成形技術(shù)理論將逐漸成為模具技術(shù)新的發(fā)展方向。

(7)精沖模鮮見與目前我國蓬勃發(fā)展的精沖行業(yè)不匹配。本屆展會上只有瑞士法因圖爾公司展示的汽車安全帶棘輪零件固定凸模式精沖級進復合模,零件材料Ck45Cr,料厚3.5 mm。該模具緊湊、結(jié)構(gòu)復雜,設(shè)計新穎,工藝先進,是目前精沖模具的國際先進水平。然而,國內(nèi)無一精沖模具參展。實際上,近幾年我國的精沖件市場發(fā)展迅速,精沖模具和水平進步很快,與國際精沖技術(shù)水平的差距正在縮小,是未來模具技術(shù)發(fā)展的重要方向。

創(chuàng)新能力是模具企業(yè)核心競爭力提升的關(guān)鍵,專業(yè)化是模具企業(yè)技術(shù)發(fā)展的快速之路。隨著我國先進制造業(yè)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和發(fā)展,我國模具行業(yè)技術(shù)水平正在迅速提升,快速與國際接軌。以服務(wù)制造為龍頭的模具服務(wù)化和產(chǎn)業(yè)鏈一體化解決方案的出現(xiàn),對傳統(tǒng)的模具供給方式帶來了挑戰(zhàn)。模具企業(yè)必須認識和充分重視這一發(fā)展的新動向,充分準備,蓄勢待發(fā),抓住機遇,迅速發(fā)展。