暢想汽車模具制造新未來

中國模具工業(yè)協(xié)會名譽會長 褚克辛

汽車低碳化、輕量化給汽車模具帶來的新需求、新變化

汽車低碳化、輕量化是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展到今天，面對環(huán)境、能源和安全的挑戰(zhàn)，也是必須迅速解決的問題。近些年來，全球的汽車制造商都為實現(xiàn)這一目標，而做了不懈的努力。

減輕車體重量是實現(xiàn)上述目標的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，汽車設(shè)計師在車身設(shè)計時，選用了大量的新材料用在了車身結(jié)構(gòu)上。比如鋁鎂合金、高強度鋼板（高強度鋼板目前在車體上的應(yīng)用量已超過50%或更多），甚至碳纖維復(fù)合材料都已大量用在了車身的結(jié)構(gòu)件和內(nèi)外覆蓋件上。例如奧迪A8和路虎SUV高級越野車甚至采用了全鋁車身結(jié)構(gòu)。VOLVOSUV越野車的后行李箱外板，更是采用了新型符合材料。這些舉措都是為了實現(xiàn)汽車輕量化，從而達到低碳的目的。

當然，車身模具的開發(fā)必須跟上汽車發(fā)展的需要。這是歷史賦予車身模具行業(yè)的使命。新材料的應(yīng)用，也給汽車模具的進步帶來了新的機遇挑戰(zhàn)，對模具開發(fā)提出了更高的要求。例如高強度鋼板的大量應(yīng)用，其成型過程與傳統(tǒng)的工藝方法有很大的區(qū)別，模具在歐美10多年前就是模具開發(fā)的重點，我國汽車模具行業(yè)在近些年在這個領(lǐng)域也有較大的突破。用于車身結(jié)構(gòu)件的熱成型模具、內(nèi)高壓成型模具、大型多工位快速模具和大型級進模具，近幾年進步很快。鎂鋁合金的成型研究，一汽模具6年前就與歐洲企業(yè)合作，為英國路虎提供5個車型的部分鋁鎂合金的模具，為國內(nèi)開發(fā)全鋁車身，實現(xiàn)輕量化，在模具開發(fā)方面奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。這說明車身減輕重量，應(yīng)用的材料要變化，要實現(xiàn)新材料的應(yīng)用，模具開發(fā)一定要先行，也就是說車身模具產(chǎn)業(yè)要瞄準、洞察汽車車身技術(shù)發(fā)展未來的變化和趨勢。與汽車研發(fā)對接，在緊密合作上有所突破，對未來的技術(shù)需求有一個準確的判斷，提前對未來可能的需求進行研發(fā)和技術(shù)儲備，才是實現(xiàn)輕量化的關(guān)鍵。

2014 年我國汽車模具制造的新突破

近些年，我國車身模具行業(yè)技術(shù)進步的速度非常快，這主要是汽車產(chǎn)業(yè)拉動的結(jié)果。汽車車身技術(shù)的進步，對模具的開發(fā)提出了更高的要求。

近幾年，模具的前期開發(fā)能力有了更快地進步。制造過程前移，傳統(tǒng)的以生產(chǎn)為中心的生產(chǎn)方式正在被開發(fā)前期的技術(shù)所替代。全工序的CAE分析技術(shù)已廣泛用于模具設(shè)計的前期階段，精算技術(shù)、回彈補償分析技術(shù)已在CAE階段的廣泛應(yīng)用，虛擬仿真（VR）3D系統(tǒng)能夠真實地演示自動化模具在大型沖壓生產(chǎn)線的運行狀態(tài)及可能發(fā)生的問題。這些新技術(shù)的應(yīng)用，使模具設(shè)計更加準確和完美，傳統(tǒng)的依賴鉗工作業(yè)的大量工作逐步被設(shè)計階段的技術(shù)進步所替代。從而大大縮短了模具制造周期，為車身開發(fā)一次成功奠定了基礎(chǔ)。

國際上近些年非常熱門的，用于車身高強度鋼板結(jié)構(gòu)件的熱成型模具、梁類的副車架產(chǎn)品和內(nèi)高壓成型模具等，已在2014年上半年由吉林省元隆達模具廠開發(fā)成功，并已為國內(nèi)外客戶批量設(shè)計和制造，一舉打破了此類模具長期依賴進口的局面。

制約我國汽車模具發(fā)展的瓶頸

我國汽車模具（車身模具）近10多年的發(fā)展是令人矚目的，從近15年到現(xiàn)在是穩(wěn)步發(fā)展，快速進步，從小到大?，F(xiàn)在已經(jīng)成為汽車模具制造大國。過去我們小到什么程度呢？15年前，我國的汽車模具的技術(shù)和產(chǎn)能非常薄弱，全國加起來的總量甚至不敵我國的臺灣地區(qū)，更不用說與日本去比較，因此，20世紀90年代，我國大多汽車模具來自中國臺灣和日本。那么我們現(xiàn)在大到什么程度呢？

（1）最多的模具企業(yè)在中國。現(xiàn)在哪一個國家也沒有中國的模具企業(yè)多。在模具產(chǎn)業(yè)發(fā)達地區(qū)——珠江三角洲就集聚了近萬家模具企業(yè)。僅浙江黃巖地區(qū)的模具，今天的產(chǎn)能已遠遠超過15年前我國臺灣地區(qū)的能力。

（2）最大的模具企業(yè)在中國。例如天津汽車模具集團公司、一汽模具公司、比亞迪模具公司和上海億峰等企業(yè)的規(guī)模之大令世界模具行業(yè)矚目。一汽模具的一個模具生產(chǎn)車間的面積就達6.8萬m2，世界上任何一個國家都沒有達到如此規(guī)模，雖然他們是模具制造強國。

（3）中國模具制造全球化的布局也在逐步形成。2013年天津汽車模具集團成功購買了德國GIW模具廠，為中國模具歐洲制造打開了先河。中國模具企業(yè)與國際先進企業(yè)合資、合作比比皆是。

以上三點說明，我國現(xiàn)在已經(jīng)是汽車模具制造大國，但還不是模具制造強國，大而不強就是差距，有差距就一定有瓶頸，瓶頸就是我們需要快速解決的問題。我國的模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快但不平衡，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也不盡合理，主要表現(xiàn)在中低端模具企業(yè)多，模具產(chǎn)能過剩，行業(yè)內(nèi)同質(zhì)化競爭激烈，企業(yè)發(fā)展后勁不足。模具產(chǎn)業(yè)鏈雖然已經(jīng)形成，但關(guān)鍵的模具材料，模具鋼還需部分進口，沖壓模具的鑄造技術(shù)與國際水平還有一定的差距。高端模具的前期開發(fā)能力不足，只有少數(shù)企業(yè)具備在高端模具這個領(lǐng)域能夠參加國際化競爭。由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，低端企業(yè)密集，形成了模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展的障礙，這是模具產(chǎn)業(yè)下一步進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的任務(wù)，也是實現(xiàn)把模具大國變成模具強國的關(guān)鍵一步。

我國高端模具的國際競爭力和發(fā)展態(tài)勢

我國的高端模具替代進口一直是汽車模具企業(yè)近些年的奮斗目標，國家04專項還把C級轎車的側(cè)圍和翼子板模具開發(fā)列為國家重點支持項目。中國模具工業(yè)協(xié)會也多次召開行業(yè)技術(shù)會議，車身高端模具開發(fā)能力迅速提高。6年前，一汽模具率先完成了奧迪轎車的翼子板模具的設(shè)計和制造，上海大眾SKD轎車的側(cè)圍模具，連續(xù)多年一汽大眾幾乎所有車型的翼子板都是一汽模具公司設(shè)計和制造的。這說明高端模具部分替代進口的能力已經(jīng)初步具備。但要完全替代進口，還是任重而道遠的。一是在中國的跨國汽車公司，例如大眾、豐田和通用等，為了控制資源和核心技術(shù)，關(guān)鍵的模具制造都立足于本土化，而不向中國發(fā)包，這幾年從國外進口的車身模具中，合資汽車企業(yè)占了很大的比例；二是我國車身高端模具的開發(fā)和制造能力與國際先進水平仍然存在較大差距，個別企業(yè)在這方面雖然有較大的突破，但還沒有形成品牌效應(yīng)，導(dǎo)致國內(nèi)少數(shù)車企仍然依賴進口的汽車模具。要完全擋住進口，除了車身模具企業(yè)不斷技術(shù)進步，提升能力和水平外，國家也需要出臺一些產(chǎn)業(yè)政策，比如進口的稅收政策、高技術(shù)研發(fā)的資金支持等。

2013年我國模具進口額為20億美元，而出口額已超過45億美元，這里車身模具出口占得比例為30%左右。從而看出，我國不僅是模具制造大國，又是模具出口大國。這確實是我國模具產(chǎn)業(yè)快速進步的重要標志，也說明我們模具企業(yè)已經(jīng)具備了滿足國際市場需求的能力。但同時我們也必須清楚地看到，我們出口的模具低端的比例占了絕大多數(shù)份額，而高端模具，附加值高的模具出口份額偏低，整體來看還是屬于資源性出口，而進口的幾乎都是高附加值的模具。

由于我國車身模具的技術(shù)，制造能力迅速提高，目前還具有較低的人工成本，歐美模具采購在3年前就開始向中國大陸轉(zhuǎn)移，為我國模具大批量出口打開了渠道，在未來5～10年，模具出口依然看好，但出口模具的結(jié)構(gòu)隨著技術(shù)的提升也在改變，更多的、技術(shù)含量高的、高附加值的模具出口將成為主流，這是所有出口企業(yè)的責(zé)任。

我們一定努力實現(xiàn)模具大國變成模具強國的夢想，這是歷史賦予這一代模具人的使命。