赴新加坡参会见闻    

中国模具工业协会   李志刚   曹延安

1．FADMA会议概况

今年三月底，亚洲模具工业联合会 (FADMA) 在新加坡召开大会，中国模具工业协会派出了常务副理事长兼秘书长曹延安和李志刚作为代表参加这次会议。

会议听取了FADMA的工作报告，讨论了FADMA发展的有关问题。会议期间，FADMA各成员协会报告了各国或地区模具工业的发展情况。会议产生了新一届的亚洲模具协会联合会领导机构。会议决定下次FADMA大会将于2008年上海国际模具技术与设备展览会期间在中国召开，代表们可顺便参观展览，考察中国模具工业和技术的发展状况。

会议期间，中国模协和印度模协签署了合作协议，以共同推进中印模具工业的技术交流与合作。2008年2月15－18日，在印度班加罗尔将举办第六届印度国际模具展览会。印度模协指定中国模协为该展览会在中国的销售和推广总代理。中国模协将组织中国企业参加和参观该展览会，届时我国企业将以“中国馆”的形式布展。印度模协希望有更多的中国模具企业参加展览，进一步促进印中两国的贸易和交流。

此次FADMA会议的召开，适逢新加坡精密工程与工具协会（SPETA）成立25周年。为此，SPETA举办了各种活动，包括展览会、论坛、技能比赛、专题宣传、文娱表演和聚餐会等，并邀请FADMA的会议代表参加了有关活动。

SPETA举办的一项重要活动是亚洲金属展览会（Metal Asia 2007），主要是展出金属加工技术与设备。此展览会的规模不算大，参加展出的大部分为机床和工具供应商。许多著名的机床厂家都展出了他们的加工设备，其目标是新加坡与其周边的东盟国家用户。虽为金属展览会，但参展的模具厂家并不多。

新加坡制造技术研究所（SIMTech）的年度制造技术论坛也与此同时举行。此次论坛的主题为汽车制造技术，主旨演讲为“汽车电子未来的发展趋势：绿色、安全和互联”。论坛的4个分组分别为汽车电子与通讯；替代能源与可持续发展；用于汽车的先进材料与加工技术；汽车信息技术。

2．亚洲模具工业发展状况

FADMA会议上各成员协会的报告表明，近年来，亚洲各国模具工业总体来讲发展形势良好。中国、日本、韩国、印度和马来西亚等国家模具行业均呈上升趋势。

目前，中国模具行业的生产厂点有3万余家，从业人员超过百万人。2006年模具行业的产值达到720亿元人民币。近十多年来，模具行业的的年均增长率超过15%。2006年的模具进口量和出口量分别为20.47亿美元和 10.41亿美元。我国模具行业多年来持续高速增长，生产总量大幅增长，技术水平显著提高。

但是，与发达国家相比，在技术、人才、管理上仍存在较大差距，中低档模具相对过剩，高档模具生产能力不足，进出口逆差大。

根据日本的机械统计（Machinery Statistics），日本在2006财政年度的模

出口量为48820亿日元，同比增长2％。这是自有官方统计数据以来的第三高的年份。最高的年份是1991年，模具出口量为54400亿日元；其次是1997年，为50680亿日元。自2004年以来，连续3年模具出口量呈上升趋势。

在日本，机械统计的数据是一些预先选定的工模具公司的出口总量。另一方面，工业统计（Industry Statistics）的数据则是全行业所有公司的出口总量，一般在两年之后发布。因此，机械统计数据主要是用于判断行业发展趋势的。

据日本模协的报告，当前许多日本公司仍处于严峻的环境中，主要是长期订单不足，价格不合理，生意无利可图等。日本的模具行业正经历两极分化的过程。

    日本政府通产省于2006年5月发布了“机械零件和工模具行业状况”的报告，旨在加强包括模具工业在内的支撑行业的竞争力。据此报告，这些行业的优秀技术和技能是日本制造业竞争力的基础。然而，这些行业正处于长期亏损或结构性的低盈利状况。如果这种状况持续，日本制造业在整体上将失去其竞争力。日本政府的报告要求机械零件和工模具行业建立可盈利的业务结构，要求每个行业和企业调查清楚自身的状况，并采取必要的行动。

    根据上述指导思想，日本模协已经完成了“日本模具工业状况”的调查工作，建议其成员制定他们自己的计划，通过“零件生产”和“开拓海外市场”使其成为“可盈利的模具厂家”。

2006年，印度的GDP增长了9.2%,制造业和服务业分别增长了11.3% 和11.2%。过去5年中，印度的汽车工业平均年增长率为14％，2005－2006财政年度汽车销量达900万辆，按年增长20％，汽车工业产值达340亿美元。国民经济的强劲增长给印度的模具工业提供了良好的发展机遇，2006年印度模具工业的增长率高达20％。

据新加坡模协介绍，近年来大量的新加坡模具公司转移到中国或周边发展中国家。目前，仍留在国内的模具企业采取的发展策略是，利用经济全球化带来的机遇，发挥技术优势，提高模具产品技术含量，制造高技术附加值的精密模具。                             

    在新加坡我们看到了一个利用经济全球化机遇取得成功的例子。安达精密模具有限公司是一家塑料模具公司。该公司采用网络制造技术，充分利用发展中国家廉价的劳动力资源，并将其与发达国家的市场需求相结合，大幅度降低了模具设计制造的成本和模具运输费用，大大提升了市场竞争能力。该公司在中国和新加坡都设有公司，在中国的公司负责模具的设计和NC编程工作，新加坡的公司则负责接订单、模具加工和客户服务方面的业务。在新加坡聘用模具设计和NC编程工程师的费用要比在中国的费用高得多，而加工制造部分设在新加坡则可更加贴近市场，更好地服务客户。两个公司在网络平台上实现相互沟通，可以通过网络视频技术面对面地商讨模具设计或编程中的问题，可以召开网络会议，还可以通过网络观察到对方的生产现场和办公地点的情形。模具设计和NC编程的结果可以通过宽带网络在中国和新加坡之间快速传递。安达精密模具有限公司由于采用异地网络制造技术，利用经济全球化的机遇，优化了其业务结构，增强了竞争力。该公司的规模和效益迅速增长，现在已经由几年前的一个不知名的公司跻身成为新加坡排位前20名的模具公司。

3．访问新加坡研究机构与企业

会议期间，我们在新加坡模协的安排下参观了新加坡制造技术研究所（SIMTech）和一家纳米制造技术公司，对新加坡制造技术研究机构取得的科技成果和精密模具制造技术的发展留下了深刻印象。

3.1 新加坡制造技术研究所（SIMTech）

新加坡制造技术研究所是新加坡科技部下属的国家级研究所，其主要任务包括研究开发、人才培养和科技成果的推广应用。其研究开发工作主要集中在制造工艺技术、自动化与测量技术、工业信息技术三个方面。

在制造技术的研究开发方面涉及广泛的内容，包括反向工程、快速原型与快速制模、计算机辅助工程技术；激光加工和超精加工技术；硬质材料的高速切削和磨削；细小孔的电加工；先进合金材料的近净成形；纳米结构材料的处理、粉末注射成型和高分子材料的微成型；零件的保护涂层和功能涂层技术等。

在自动化与测量技术方面，该研究所的研究开发项目涉及：焊接自动化系统；自动装配系统；精密测量；尺寸测量与检验的光学方法和非光学方法；高速图象处理技术；激光干涉测量；X射线断层检查。

该研究所在工业信息技术方面的研究开发工作包括产品设计与产品生命周期管理；生产计划与调度；仓库管理与运输优化；智能监控、操作可视化；网络服务。

在该研究所参观时对其取得的研究成果留下了深刻印象，例如：

l        粉末注射成型

粉末注射成型是一种将注射成型和粉末冶金相结合的精密制造技术，即先用注射成型方法将零件成型，再将其烧结成形，达到要求的强度和致密度。该项技术适合于那些用传统的机加工、铸造和粉末冶金方法难以加工的材料，例如陶瓷、硬质合金和高熔点合金等，适合于制造形状复杂的零件，还可以用于制作植入人体的生物陶瓷零件。

l        冷锻与铸造

该研究所开发了多种冷锻工艺技术，在室温下或在再结晶温度以下完成零件的近净成形，获得的工件具有良好的表面质量和尺寸精度。这些近净成形工艺已用于汽车、精密工程和航空航天领域中，精密成形钛合金与镁合金零件。他们开发的精密铸造技术包括镁合金薄壁件的铸造、无孔隙铸造和精密压铸等，也获得了良好的应用效果。

l        镁合金防腐蚀复合涂层技术

为了解决镁合金零件的防腐蚀问题，该研究所开发了一种复合涂层技术。复合涂层包括内外两层，内层为阳极氧化层，主要是提高附着性能。外面的凝胶为抗腐蚀层，可以经受300－400℃的高温，且具有抗划伤和耐磨损能力。该项技术现已用于汽车零件和便携式电子设备的制造中。

3.2 超精加工及其在模具制造中的应用

近年来，由于精密工程的发展对零件的尺寸精度和表面质量的要求越来越高，超精加工技术发展很快，并且在模具的制造中得到应用。

在SIMTech研究所，有一个研究小组专门研究开发超精车削技术。其做法是在工件的车削过程中，在刀具上施以超声波振动，起到了延长刀具寿命和改善工件表面粗糙度的作用。利用超精车削技术可加工硬度为HRC55的合金钢，表面粗糙度指标Ra小于8纳米（nm），即可以达到镜面的光洁度。该技术现已应用于光学零件注塑模的制造中，用于制造模芯，省却了以前制造光学零件模芯需要镀镍膜的工序，缩短了制造周期，同时延长了模具的使用寿命。

纳米技术制造公司（Nano Technology Manufacturing Pte. Ltd.）是一家在新加坡科技部资助下成立的高科技公司，专门制造精密模具。该公司投资2500多万新加坡元，从德国、瑞士和美国购买了超精加工设备和先进的检测仪器，包括车铣加工中心、坐标磨床和表面轮廓议等。不少加工设备单台价值都在500万元人民币以上。这些设备的加工精度极高，车铣加工的尺寸精度一般可达2μm,有的设备的加工尺寸精度甚至达到≤1μm，加工后的工件表面可达到镜面。制作精密光学镜片的塑料注射模具必须使用这样的设备，因为镜片模具的型面经过抛光后，虽然表面可达镜面光洁度，但形状尺寸精度就会丧失，达不到高精度光学镜片的要求。超精加工设备对环境要求很高，加工精度≤1μm的机床要求环境温度为20±1℃。超精加工对所用的刀具要求很高，有的刀具材料采用人造金刚石。为了将工件加工到位，有的刀具直径甚至为0.05mm。

该公司制作的模具用于成型光学仪器零件，有的零件重量小于1克，零件厚度可达0.06mm。生产中使用的最小的注塑机，其注射成型的零件最大重量为1克。此类精密模具使用寿命可大于1000万次。由于采用了世界一流的超精加工技术和精密检测技术，目前世界上像这样的精密模具公司屈指可数。采用超精加工技术制造精密模具，可大大提高模具的附加价值，据介绍该公司每公斤模具材料产生的附加价值可高达5000－10000美元。其客户来自世界各地，美国、日本和欧洲都有制造厂家向其定制模具。除了制作模具外，该公司还向客户提供制件业务，即为客户提供模具制作和零件成型的一站式服务，盈利十分可观。

3.3虚拟CNC培训实验室（The Virtual CNC Training Lab）

访问期间，我们考察了新加坡制造技术研究所与新加坡模协合作开发的，名为“虚拟CNC培训实验室（The Virtual CNC Training Lab）”的软件系统。

该软件主要用于CNC机床操作人员的培训，提供从机床参数设置到操作加工的虚拟培训环境。其特点是利用软件建立起培训场景，培训时无需昂贵的机床、高价的刀具和耗材，因而可大大降低培训的成本。培训操作可在虚拟的环境中反复练习，有利于提高培训的效果。在虚拟的环境中培训，可避免由于操作机床不当而发生的碰撞等危险，保证了培训工作的安全性。

该虚拟的CNC培训软件系统提供了以下的操作培训功能：

①    仿真机床设置

l        夹具的固定、工件的安装与找正；

l        选择和设定刀具参数；

l        设定坐标原点；

l        输入刀具的补偿量和偏移量；

l        下载NC程序；

l        进行试运行，验证机床设置和NC程序的正确性。

②仿真机床控制面板

l        可进行手工操作，如机床归零、点动、冷却液开关，可反复调整进给速度和切削速度等；

l        用手工输入数据模式，输入和编辑ISO程序指令；

l        自动执行零件程序；

l        中断自动操作，检验零件的过切和欠切。

③仿真加工过程

l        在已设定的环境下仿真切削加工过程；

l        在单个工件上进行多次设置和加工；

l        检验机床设置的误差；

l        检验刀具和夹具的干涉；

l        检验由于程序或操作原因引起的刀具损坏。

④精确的NC程序检验

l        检验程序误差；

l        检验刀痕和剩余材料。

⑤标准化的可视化工具

l        放大、缩小、旋转和移动；

l        标准视窗和多窗口；

l        机床、工夹具和工件的向视图。