模具水平评述 第十届中国国际模展模具评定评述专家组
摘要: 对第十届中国国际模具技术和设备展览会上参展的各类模具、模具标准件、模具材料进行了水平分析,分析了我国模具、模具标准件、模具材料的技术进步及存在的问题,提出了我国模具技术发展方向。 关键词:塑料模及橡胶模 冲压模 汽车覆盖件模 压铸模和重力铸造模 快速模具及快速成形 模具标准件 模具材料
第十届中国国际模具技术和设备展览会(模展)于2004年5月12~16日在上海举行,本届模展展览面积超过35000M2,是我国规模最大的国际模展,不仅国内外知名厂商都踊跃参展,而且展出了许多精品、名品、新品,因此,本届模展体现了模具技术的当代水平。由中国模协聘请的专家,对参展模具进行水平评定结果,有58副模具、14套模具标准件达到国际水平,证明了我国模具工业强劲的发展势头。 1、塑料模及橡胶模 本届展览会中参展的塑料模数量仍然占各类模具的首位,其中汽车、家用电器、办公设备、通讯等制品模具不仅数量大,品种规格多,而且品质都有较大幅度的提高,比上一届模展更突出的变化是模具的水平的提高带有普遍性。例如汽车保险杠、仪表板、前风罩等大型模具不仅展出的厂家多,而且制品外观都有了较大提高,其中不少已为整车厂采用,例如上海黄燕模塑工程有限公司的汽车后视镜模、宁波远东制模有限公司的汽车保险杠模、广州广电林仕豪模具制造有限公司的汽车后保险杠模具等,不仅形状复杂而且外观要求高。大量家电、办公设备结构类制品模具的展出,表明制模精度、模具结构的复杂性等都有了很大的提高,例如广东南海为日本三洋公司配套的空调底座模具,模具的结构复杂、精度要求高;又如青岛海信模具有限公的移动电话C3698下翻后壳模,不但结构复杂、精度要求高,而且部分结构外露又有表面外观的要求,余姚的宁波舜宇模具有限公司参展的制品精度达到0.005mm的手机摄像头调焦环以及由宁波锦隆电器有限公司能达到气体密封的外包弹性塑料的探测仪保护套等模具都是高水平模具。展品中不少模具的加工精度都已达到0.005mm;展品中还出现了不少模具型腔、型芯基体硬度达到50HRC的高硬精密塑料注射模,这些成就的取得与众多模具企业大量采用先进的制模技术和设备是密切相关的。而一些超薄(制品中间仅厚0.08mm)制件或超厚制品,例如福建厦门海盛模具有限公司的膜过滤支撑板模具,制品长800mm、宽450mm厚8mm的板状零件,要求平面度在0.08mm;又如一些精密光学镜片制品的模具展出,则表明对制品的模塑成型过程的控制有较高水平,不仅普遍运用计算机辅助分析(CAE),对模塑过程进行分析,还在积累了大量成型经验的基础上,进行了系统分析,采取相应的措施,才能取得如此的成果。制品的外观越来越受到重视,为此,在模具的选材、研磨抛光等工艺上采取了措施;而热转移印模的运用,使制品的外观又有了突变,例如广东科龙模具有限公司的冰箱拉手热转印模,其制品外观十分优美,而且耐磨,并可长期保持所印图案的清晰度。除了大量的注塑模以外,还有挤塑模、吸塑模、环氧树脂热反应成型模、橡胶模等模具的展出,这些模具也都有较高的水平,例如铜陵三佳模具股份有限公司的宽达600mm的挤塑模、厦门耐德工贸有限公司生产的用于电气高压绝缘的APG环氧树脂热反应压力凝胶模、广东巨轮模具股份有限公司的线性轻触式导向结构活络子午线轮胎模等均已达到了较高的水平。所有这些表明我国的塑料模已从过去的单纯仿制、加工精度粗糙,发展到现在运用大量的先进技术和理论知识,并且积累了丰富的制模经验。更重要的是这已不是个别的企业而是涌现出大批的具有相当水平的模具企业,是我国模具水准的整体提升。模具水准的提高不仅需要先进的制造技术和成熟的经验,更要依赖优秀的质量管理体系,所有这些条件才能使我们的塑料模具一步一步的走向世界,走向成功。
2、冲压模
体现高水平制造技术的多工位级进模及精密冲压模,在本届模展上,参展的厂家近50个,展出的厂家和品种之多,也是历届之最。从展出的品种来看,有显像管电子枪零件、手机连接器零件、数码相机零件、集成电路框架零件、电子电脑零件、家用电器零件、汽车零件、电器仪表零件、电机铁芯零件、机壳零件、接插件等;从展出的模具产品成本水平来分析,模具的复杂程度、制造精度、使用寿命和性能、制品精度及外观质量、模具制造周期等,均有较大进步,主要特点如下: (1)精密、复杂、高效、长寿命模具的展出亮点 约有10副集成电路框架、电子芯片、接插件多工位级进模与高速冲床连机运行,在展览会现场生产演示,冲次速度每分钟达300次~800次左右,充分显示了精密冲模高效率生产的鲜明特色。不仅给参观者留下了深刻的印象,也是本届模展的一大亮点,体现了模具制造技术及模具工业强劲的发展趋势。
(2)新品和精品模具精彩纷呈 无锡国盛精密模具有限公司展出的手机充电器接口连接器多工位级进模,采用国际上流行的三板框套式和六大八小精密双导向结构,设置侧面抽芯机构及多处斜楔成形装置,冲裁及成形件采用硬质合金材料,凹模采用拼块式,精度2μm,主要模板经多次热处理和冰冷处理等。模具在高速冲床上使用,冲次速度每分钟400次以上,至今已使用1亿冲次,预计使用寿命2亿冲次。冲制材料为0.2mm厚进口铜合金,制件形状复杂,有六处弯曲成形,三处内钩形触点弯曲的成形高度的一致性要求在0.02mm内,制件尺寸稳定达到图纸及各项技术要求,模具档次及性能与进口模具相当。展出的用于彩管电子枪组件的G1膜片级进模和G5厚板精冲模等,均达到国外同类模具水平;南京金宁工装有限责任公司展出的GU形磁芯自动压模,成形零件采用硬质合金材料,形状复杂加工难度大,主要零件制造精度达 5μm内,表面粗糙度Ra0.10μm。模具结构形式巧妙,产品压制时,芯柱、外环、底件三部分密度均可分别调整,提高了使用寿命和可靠性,模具可连续压制50万次以上,总寿命压制300万次以上。模具结构制造精度、产品质量等,与国外模具水平相当。用这类模具生产的制品高性能高质量,是配套用于“神舟” 五号飞船唯一的磁芯产品;峰川模具(东莞)有限公司展出的数码相机簧片级进模,18工位,制件材料0.15mm厚的不锈钢片,制件多处悬臂弯曲,形状较复杂,难度大,很有特色,模具结构主体采用四组滚珠独立导柱,分段模板采用十二组滑动导向件,结构紧凑,标准化程度高,凸模凹模采用合金工具钢材料,预计寿命300万次,制造周期只用了19天。展出的汽车零件16工位级进模和家用电器零件连续拉伸模,均达到较高水平。广东科龙模具有限公司展出的汽车零件级进模具,为国外设计制造,模具采用无切边拼镶式结构,步距大,废料少,结构紧凑,制品材料较厚为2.6mm,经表面弯曲、成形、翻孔冲压,产品达到国外模具验收标准。模具外形尺寸较大[1500×660×358(mm)],模具重量1.6吨,制造周期30天,凸模凹模材料采用G12MoV,预计寿命30万次。这套典型的厚板级进模,体现了较高水平。上海精联模具有限公司展出的大型13工位级进模,采用四组滚动独立导柱和十二组滑动导向件,模板分块组合,导料件25对。模具外形尺寸2000×600×400(mm)左右,模具重量约2吨,冲制2mm厚的08F材料,制件形状复杂,多面打弯成套设备成形,高度较高,很有特点,模具总体水平较高;成都宏明双新精密模具有限公司展出的弹簧片43工位级进模,冲制材料0.2mm厚的不锈钢片,多面成形立体弯曲,尺寸精度在0.05mm内,采用硬质合金刃口件,在高速冲床上生产,每分钟300冲次,使用寿命已超过1千多万次,替代了进口模具。
(3)多功位模具技术进步显著 有代表性的是集机电一体化的电机铁芯自动叠片硬质合金多功位级进模,从展品来看,几乎覆盖了在高速冲床上生产的所有铁芯件,本届展出以双排铁芯自动叠片、大规格铁芯自动叠片模具为主,模具水平及技术含量又上了一个新台阶。 南京长江电器集团工模具有限公司展出的发电机铁芯双排叠装模,铁芯外径Ф158mm,转子铁芯带台阶叠片,叠高度达100mm以上,模具重量约3.2 吨,是目前国内最大的模具之一;慈溪鸿达电机模具制造中心展出的压缩机电机定转子铁芯自动叠片模,转子铁芯气隙量在模具上增设工位完成,免去二次机加工,同轴度达0.02mm以内,铁芯扭槽采用高性能机电式驱动扭转机构,是目前国内制品要求最高的叠片模具之一。铁芯自动叠片硬质合金多功能级进模,主要件制造精度达2μm,步进精度3μm以内,槽形凹模拼块精度1μm,回转精度1ˊ,模具在高速冲床上使用,具有自动冲压、叠片、扭槽回转、分组等功能,冲次速度每分钟300次以上,直接冲出定转子铁芯组件,模具寿命达1.2亿次以上,模具综合了高精度、高难度、长寿命的特点,是国产化程度最高的模具品种。
(4)精密冲压模技术明显提高 南京三乐集团有限公司机械分厂展出一套六副微波炉49L门E大型连续模,模具总重约6吨,是目前生产该类制品规格最大的一套模具。该模具采用氮气弹簧管路系统、缓冲垫、复合斜楔等结构和技术,保证了制品成形精度的稳定可靠,提高了模具性能和使用寿命,预计寿命100万次以上,制造周期60天,模具结构和制造精度及制品等,均达到较高水平,并获得外资企业较高评价。 国外参展的高精度多工位级进模集中在瑞士布鲁德尔,德国拉斯特、日本ISIS等公司,在高速冲床上联机演示的还有韩国展团技星等公司展出的翅片铁芯、接插件、IC引线框架等制件,从展示模具和制件水平来分析,模具技术和制件质量及形状复杂等代表了国际先进水平,国际上流行的超精密制造技术,已在高档模具中体现。 国内精密多工位级进模在制造精度、使用寿命、性能和稳定上与国外先进水平相比仍存在一定差距,主要表现在模具及制件的材料质量和性能,热处理质量和表面处理手段等方面。模具制造周期已达到国外同类模具的水平。模具价格与国外同类相比有较高竞争力,但是需防止国内在价格上的无序不良竞争,保证模具国产化水平稳步发展。
3、汽车覆盖件模具
汽车覆盖件模具随着汽车行业的高速发展获得了同步发展。本届模展共有40余家国内汽车覆盖件模具生产企业参加了展览,比上届参展企业增加40%,实力最强的国内几家企业都参加了本届展览,且参展企业都经过精心策划,展出了能反映其技术水平和综合实力的冲压件产品和模具资料,较客观、准确地反映了我国汽车覆盖件模具近两年的发展进步和当前的技术水平。 两年一次的中国国际模展,因展览会的级别高和各企业的参与重视,模展产品和资料能反映出我国在一个阶段汽车覆盖件模具的技术水平及技术进步,主要体现在模具形成全过程中运用的方法、手段、程序和结果中。从本届模展看,技术的进步可以总结为:先进技术推广普及升级、模具质量明显提高。主要体现在如下方面。
(1)先进软件技术 第九届中国国际模展上,模具运用CAD/CAM技术已较为普遍,但是作为汽车大型覆盖件模具开发中的核心技术——代表冲压工艺分析的CAE技术在我国汽车覆盖件模具生产企业普及面还很少,经过两年的时间,由于该技术已发展成为一项比较成熟的共性技术,投资效果好,故本次参加模展的企业的运用率较高,大、中型汽车覆盖件模具生产企业已普遍采用。运用的CAE软件也已在传统的只作成型性分析上实现了升级,能参与冲压工艺的全过程,在分析内容的广泛性、实用性、精确性方面都有显著的进步。该项技术的运用,对产品设计与工艺分析、提高模具特别是拉延模的成功率、缩短模具制造周期、提高模具质量有着显著的作用。 取代二维CAD设计的三维CAD设计也在部分大、中型模具生产企业被采用,其推广运用速度较快,也是CAD技术发展的必然趋势,为模具制造实现无图化、数字化加工迈出了可喜的第一步。为消除CAD、CAM信息孤岛,实现CAD/CAE/CAPP/CAM一体化,连接CAD与CAM桥梁作用的计算机辅助工艺设计(CPPP)技术的运用已出现在少数企业中,这为提升企业的综合管理效益、引导模具工业的技术进步和发展方向将产生重要影响。
(2)模具质量水平的提高 本届模展展出的产品已覆盖了代表汽车车身技术难度和质量水平的全部覆盖件零件,如侧围、整体侧围、翼子板、发动机盖内/外板、行李箱盖内/外板、大型复杂地板、顶盖、复杂骨架件等等,模具类型主要集中在工艺性最强的拉延模和复合性高、结构复杂的修边冲孔翻边复合模上。模具质量的提高主要体现在模具形成的全过程。 代表汽车覆盖件模具质量要求和水平的轿车覆盖件在本届模展中展出比重增大,展出零件复杂、产品验收标准较高。除上届反映出已具备的如门内 /外板、顶等零件外,本届具代表性的如一汽模具制造有限公司展示QQ整体侧围;东风汽车模具制造有限公司展出的近期将推入市场的日产中级轿车上的发动机盖外/内板拉延模,模具和冲压件通过日本日产标准验收。可以看出,排除生产产能的因素,国内一流模具公司已实现从局部零部件、中低级轿车模具过渡到整车零部件、中高级轿车模具产出的能力。国内模具高端水平与国外的差距正在缩小,中高级轿车模具全依赖进口现象会逐渐减少,这是汽车覆盖件模具质量水平取得显著进步的有力证明。 模具设计质量的提升是非常显著的。CAD/CAE技术的普及和运用积累已使DL图设计在冲压工艺分析方面接近国外水平;标准化结构、标准件、典型性结构的运用及其在此基础之上的灵活技术处理,已使模具结构复合程度高、结构布局合理、使用可靠性得到满足。如展出的模具及资料中有一汽模具制造有限公司为德国大众自动线设计的天窗顶骨架件,设计过程中运用CAE技术进行了17轮工艺方案分析、三维实体设计、动态模拟自动传送干涉检查;东风汽车模具制造有限公司展出的左/右后轮罩外板拉延模,该模具单动拉延、考虑自动化生产线生产配置、压边圈分体并采用氮气缸作浮动压边圈动力源、工作面整体镀Cr;北汽福田潍坊模具厂展出的福田奥铃皮卡主地板翻边侧冲孔模,复合程度高、并运用勾冲吊楔结构和内埋浮动式吊楔结构;湖北十堰先锋模具股份有限公司展出的SUV后侧围外板,零件形状复杂、工艺难度非常大,所用的模具为3D CAD设计,单动拉延,压料面、工艺补充面、拉延筋设置等科学合理;其他参展企业,如天津汽车模具有限公司、四川成飞集成股份有限公司、哈飞汽车模具制造有限公司、长安汽车股份有限公司模具中心等都有高质量的产品在展览中展出。 一汽模具制造有限公司、东风汽车模具制造有限公司展出了用于自动化生产线生产的覆盖件模具资料,模具和零件质量都通过外方质量标准的验收。一汽模具制造有限公司还展出了一套多功位自动化模。这些都标志着模具技术、模具质量和综合实力的进步。 模具制造质量的进步也是十分明显的。随着高性能加工设备投入并使用,CAM技术运用日益成熟,有的单位建立了知识库、刀具库、刀夹库、主轴头库等,可实现虚拟加工以检查干涉。精密加工、多轴联动加工、倾角加工方法手段运用,实现了模具制造质量的提高。同时,模具钳工精细化处理也是必不可少的环节。湖北十堰先锋模具股份有限公司展出的SUV后侧围外板拉延件制件反映出拉延模在钳工制作上的精细和效果。
(3)其他技术 其它如逆向工程技术、测量技术、表面涂镀技术、综合检具工装、标准化运用等都取得了不同程度的进展。例如,国内代理的国外标准件中的液压斜锲元件,因元件系统运用液压原理能形成动力源,在一定范围内元件安装角度可随意变化,这决定了活塞运动方向,故可实现如难处理的斜面冲孔、局部复合倒钩形状的工艺工序内容,可取代部分的斜锲、吊锲,能避免因局部产品工艺的需要而增加工序和模具的情况,我们叫柔性斜锲,可作为可选择元件来进一步增强模具的复合性或简化复合结构。
4、压铸模和重力铸造模
(1)压铸模 在数量和品种上仅次于冲模和塑料模的压铸模,从展示的铸件来看,近两年在新技术的推广应用,模具的使用寿命,尤其是外观质量都有了显著提高。这次参展厂商约 15家,主要是浙江省北仑地区,还有长春、广东、台州、四川等地区,产品集中在汽车、摩托车、家电行业的压铸件,体现了蓬勃发展中的我国压铸模工业的制造水平。现代模具制造技术进一步推广应用,目前制模工艺与流程与国际先进国家相近,参展企业在设计、制造过程中全部应用CAD/CAM,部分还辅以CAE进行流道分析,热场分析。在加工过程中优质耐热钢H13已成为主要选用钢种,真空淬火,淬硬后精加工,在合模机上装配调试,在三座标测量仪上检测已成为通用、关键工序和手段。参展厂家不少近年新购进高速加工中心,慢走丝线切割机床,真空淬火炉和三座标测量仪,提升加工质量和缩短制模周期。如摩托车曲轴箱类模具一般2个月左右可以试模,一汽铸造有限公司铸造模具厂生产的“中间壳体——变速箱”模具和广州市型腔模具制造有限公司生产的“电梯梯级”模具均属特大型压铸模,完成周期都在半年之内。 高速铣的应用,既加快了加工速度,还大大提高了加工能力和零件表面质量,可以减轻电加工,钳配及抛光工作。电加工过程以石墨电极取代紫铜电极也越来越被厂家接受。 国产模具替代进口模具,进而走出国门出口到欧、美、日本工业发达国家,体现了我国压铸模质量有了飞跃的进步。成都兴光机械厂生产的“液晶背投电视投影机本体”压铸模,产品尺寸精确,薄壁成型完整,产品出口日本;广州市型腔模具制造有限公司的汽车零件模具也分别出口到日本、美国。 展品中,北仑华盛模具厂展示的“缝纫机机头”模具,结构复杂,流道设计合理;成都兴光机械厂的“显微镜座”压铸模以及北仑模具压铸有限公司的“双缸柴油机箱体”系列产品,形状复杂,抽芯数目较多,制造难度高,该厂的“汽车离合器”压铸件,表面质量较好,产品成型理想,给观众留下较深刻印象;还值得一提的是:一汽铸造有限公司压铸模具厂展示的“中间壳体——变速箱”模具是迄今我国生产的最大的汽车零件压铸模,该压铸件重29kg,模具质量达33.5t,在32000KN 压铸机上成型,制造难度极高,该模具在设计中,通过CAE流道分析设计浇注系统,铸件质量较好,该模具的成功制作,反映了该企业有较高的模具生产实力和水平;广州市型腔模具制造有限公司展示的“1000MM电梯梯级“模具,该模具通过组合能生产3种规格梯级(1000MM、800MM、600MM)在制造过程中,该公司技术人员与国外专家联合分析设计,(确定设计方案,进行CAE流道分析及设计),踏面表面质量显著提高,该模具造工精细,尺寸准确,替代了进口模具,不失为一套精良的大型模具。 从这次展览会上也反映了目前我国压铸模具制造上与国外工业发达国家的差距: ①模具在使用过程中可靠性不稳定,使用中故障率高,造成停产修模,影响班产。模具易出现龟裂、破裂,寿命还赶不上进口模具。 ② 镁合金模具在上海、广东、四川等地区已生产了不少,但没有参加展示。而且,行业内对此类模具研究不深。 ③CAE技术,高速铣,石墨电极加工中心的应用还未普及。 ④国产模具替代进口模具已是不争之实,但进口耐热钢在国内销售量却相对国产钢呈上升趋势,说明国产材料还存在差距
(2)重力铸造模
这次参展的厂家不算多,但基本上反映了目前我国重力铸造模具生产的新动向。浙江省象山地区是我国目前重力铸造模具的主要生产基地,宁波合力模具有限公司、宁波强盛机械模具有限公司、洛阳一拖模具厂以及一汽铸造有限公司铸造模具厂都展示了近两年的一些水平较高的铸件,品种基本集中在汽车缸体、汽车进气歧管,汽车缸盖等。 目前我国能独立开发、设计、制造汽车行业使用的重力铸造模,CAD/CAM普遍采用,模具厂往往主要交工艺给使用厂家,模具寿命为15万模次左右。宁波合力模具有限公司展示的CAMI下进气歧管铸造模是通用汽车上的零件,以及该厂的三菱4G6缸盖,水平较高。洛阳一拖模具厂展示的轿车进气歧管,外形及外观质量好,铸件成品率高。 我国重力铸造模具大量生产起步较晚,与国外同类模具相比有较大差距,主要在铸造过程中产品合格率偏低。
5、快速模具制造及快速成形技术
快速模具制造及快速成型(RP)技术在近两年来发展迅速,参加本届模具展览会的有关快速模具制造及RP技术的厂家、科研院所和大专院校有近二十家,参展的水平和内容给人们留下了深刻的印象,体现了快速模具制造及RP技术正向着高精度、更快捷的方向发展和进步。
(1)快速模具制造及快速零部件制造技术不断提高,形成了专业化生产能力 随着全球经济的发展,市场的激烈竞争,加快了产品开发速度,缩短了产品开发周期。新产品的快速开发试制给模具的快速制造提出了更高的要求,近年来快速模具制造商投入了很大的人力和物力,对各种模具的快速制造进行研究开发,对传统的快速模具制造技术进行改造、嫁接了先进的RP及NC技术,取得了可喜的成果。这次模展参加展出的北京殷华快速成形与模具技术有限公司、华中科技大学塑性成型模拟及模具技术重点实验室、华中科技大学武汉滨湖机电技术产业有限公司、深圳殷华快速模具制造有限公司、上海联泰科技有限公司、北京隆源自动成型系统有限公司、上海申模科创有限公司、宁波科创制造技术有限公司、马路科技顾问股份有限公司、数码汇聚有限公司等的RP技术,都能较好地的应用于新产品开发过程中的设计验证与功能验证;较好地应用于新产品开发过程中的单件、小批量和特殊复杂零件的直接生产;都能通过各种转换技术将RP原型转换成各种快速模具,如硅胶模、金属冷喷模、陶瓷模等满足了产品更新换代快、小批量和个性化生产的发展趋势,都已形成了专业化生产能力。如烟台泰利汽车零部件制造有限公司(是山东省快速模具工程技术研究中心)研究开发的汽车覆盖件快速模具制造技术近年来有较大的突破,他们在原来传统快速模具技术的基础上嫁接RP原型制造技术及NC技术,改变了传统的模具制造工艺,提高了汽车覆盖件快速模具制造的精度,保证了轿车新产品开发试制的需要,填补了我国汽车车身试制中的空白,达到了国际同类模具制造水平,在我国汽车开发中逐渐被采用。该公司的低熔点合金快速模具、中熔点合金快速模具、复合材料快速模具及电弧喷涂快速模具及喷涂设备、喷涂材料的研究已逐渐形成了系列化、产业化,已具备了汽车新产品开发中覆盖件快速制造的专业化生产能力。 随着新产品开发速度的加快,快速成型技术市场越来越大,发展迅速,对设备的性能要求越来越高,从本次模展展出的快速成型设备的情况看,无论从成型的速度到成型的精度及表面质量、后处理等性能较以往都有了较大的提高。如陕西恒通智能机器有限公司研制的SPS激光快速成型机,激光扫描速度2m/s~8m/s。激光光斑直径<0.2mm,表面质量好,后处理简单省时。另外还有CPS紫外光快速成型机、CLM400快速成型机、ZK系列真空浇铸成型机等;上海联泰科技有限公司开发的RST系列、RSS系列、RSB系列激光快速成型机、RIM成型机/低压注型技术,还有Z- Corp—基于三维打印技术的快速成型机,其特点是设备成本低、成型速度快、可打印真彩色原型,细节再现能力也较好,并且可以成型嵌套的封闭结构,由于成型过程不用加工支撑结构,所以数据处理过程非常简单;深圳海维斯特科技有限公司的HVST真空注型系统,易于生产具有特色的高精密和少量多样化的产品。
(2)快速成型材料及快速模具材料发展迅速 本次展会展出快速制造系统的厂家均展出了各种快速成型材料,这些性能不同的材料能够理想的被应用在汽车、航空、医疗器械、电子、日用品等领域。如AXSON 公司开发生产了一系列用于快速样件制作的高性能聚氨酯树脂,利用这些材料可以经济快捷地制作原型件进行测试、装配,从而缩短产品开发周期,降低开发风险。快速模具材料,除低熔点合金材料、中熔点合金材料外,沈阳(丁氏)宏可材料有限公司展出的“宏可基础制模系列材料”是一种用以制作基础模型、模具的专用材料,该材料能缩短制模周期、降低制模成本、提高模具加工精度,达到了国际同类产品的性能指标。 纵观本届模展上近二十家展出了快速模具制造及快速零部件制造技术,显示了现代制造技术向着更快捷更精密的方向发展,这些技术和设备的发展必将推动产品制造业的高速发展。
6、模具标准件
模具标准件(简称“模标件”)是模具的重要组成部分,是模具的基础构件。模具标准化程度和应用水平是衡量现代模具整体技术水平的重要指标,也是模具工业发展中不可忽视的重要环节之一。从本届展览会上展出的各类模标件来看,的确具有与时俱进、蓬勃发展的特色,主要表现在以下几个方面: (1)参展厂商多 据不完全统计,共有78家国内外厂商参展,比上届多了近20家,是历届最多的一次。其中美国IEM公司,日本MISUMI(上海)公司等著名厂商首次展出了他们的展品,引起了与会客商的极大关注。
(2)展品的品种、规格增加较多 不仅有历届展出的冲模模架、塑料模模架、导柱、导套、推杆、推管,模具弹簧等商品化程度较高的产品,而且有许多新型模标件,如:翅片冲孔模凸凹模、气动式提升器、弹簧式翻边顶出器、预翻边连杆机构、斜导柱滑块装置、NAAMS系列斜楔装置、氮气弹簧、热流道系统和液压冲切系统元器件以及各种类型精密含油导向件等高技术含量、高附加值的展品,不少展品填补了国内的空白。
(3)模标件产品的设计制造技术有显著提高 随着CAD/CAM技术的普及应用,许多企业在不断提高专业化和产品质量的同时,已开始注意向客户提供产品数字化图形库(光盘)。另外,实型铸造、高速铣削(HSM)、特殊表面处理(涂镀、填充、粉末冶金)、真空热处理等新工艺、新技术正在逐步推广应用,使产品的技术性能和质量水平有了明显提升。
(4)汽车模标件专业生产经销商显著增多 随着我国汽车模具国产化率的逐年提高,对汽车模标件的需求量大增。因此专业化生产经营汽车模标件的厂家也逐年增多。仅参与本届展会的就有10余家,如:大连盘起工业公司、西安(1001)航光模标所、天津众鑫模标件公司、北京世茂公司、北京永茂公司、美国IEM公司、上海MISUMI公司等。他们的展品品种、规格多,都具有较高的技术水平。 随着我国模具工业的迅猛发展,国内企业经济体制经营机制改革的深入,外企和港台企业的介入以及私企的兴起,使我国模标件行业呈现一派蓬勃发展产销两旺的大好局面。但也存在一些带有倾向性的问题值得重视,主要有如下5个方面: ①展品中仿制品居多, 自主开发能力不足。那些技术含量高、结构先进、性能优异、质量上乘、更换便捷的模标件,基本上都是按日本MISUMI、SANKYO、FUTEBA、美国D. M. E、德国HASCO等世界著名企业标准生产的。当然也有某些创新和改进。这说明我国模具标准水平还有待进一步提高。 ②部分模标件技术含量较低 从申报评优的53项模标件展品中,仅标准模架就20项,导向件(导柱、导套)18项,合计38项,占70%以上,而其余多为推杆、推管之类,技术含量相对较低的产品。这说明,我国模具行业从事新型模标件研究和开发工作薄弱,与国外工业发达国家模标件品种多、规格全、档次高相比,差距甚大。 ③模标件的外观质量较差 本届模标件展品的外观质量比往届有一定提高,但与国外产品的光彩夺目相比,还是有相当差距,虽然说展品的内在质量是最重要的,但也不能忽视展品的外观质量,应在不断提高内在质量的同时,努力提高外观质量。 ④模标件的生产厂、点分布不均 本届国内模标件参展商多来自上海、江苏、浙江和广东等模具工业相对发达地区,这说明我国模标件生产销售网点分布严重不均,这在某种程度上也影响了模标件的广泛应用。 ⑤无序竞争的现象较严重 据初步了解,国产模标件平均售价仅为国外价格的50%~80%,中低档产品售价更低,具有相当的竞争力。外资企业为了占领国内市场,已开始降低售价(少数产品降价幅度达40%)。这是值得国内企业高度重视的动向之一。外资企业在已实现规模化生产的部分产品上采取降价措施,是他们具有设备和技术上的优势,实现了薄利多销,产生了规模效益。这与国内个别企业不计成本、盲目压价、低价倾销、抢占市场的无序竞争行为具有本质上的差别。无序竞争势必导致偷工减料、粗制滥造、质量下降,甚至殃及行业总体利润率水平的下降,将进一步拉大我国与外国模具价格的差距。这是需要认真研究、急待解决的。
7、模具材料
本届模展的模具材料展商约三十家,其中几家展商是国际上知名的模具钢研究和生产企业。本届模展基本反映了当前模具材料的先进水平及发展趋势,也在一定程度上反映了我国模具企业的模具用材水平。其特点如下。
(1)模具材料系列日趋完善与细化,系列化程度已越来越高 模具材料的分类已不仅仅是按热作、冷作、塑料等大类分成系列,而且在同一大类中,还按使用性能或用途的不同有进一步细化的趋势。例如,瑞典一胜百(ASSAB)的塑料模具材料中,根据用途不同,又将耐腐蚀塑料模具钢进一步细化成6个品种,有色金属塑料模具材料则有硬铝ALUMEC,铍铜MM30、 MM40和PT18。大同特殊钢株式会社的热作模具钢系列中,铝镁压铸模具钢又有DHA、DH2F、DH21和DH31-S四个钢种,前两种钢用于一般用途,后两种钢则用于大量压铸生产的场合。按硬度高低从低到高将塑料模具钢分档,已成为许多模具钢生产和销售企业细化塑料模具钢品种的常规做法。
(2)根据模具对使用性能的新要求,通过调整材料成份,或借助先进的工艺方法和工艺手段,不断开发具有特殊使用性能的新型模具材料。 乐嘉文(BOHLER)采用粉末冶金工艺方法生产高碳高合金模具钢又有新进展,在本届模展上又推出了新型粉末高速钢S290,使其粉末高速钢的数量增加到了五个。与S390相比,S290的Co含量提高到了11%左右,使钢的硬度达到了69-70HRC。S290主要用于不锈钢精冲模。据介绍,该公司还开发了新型冷作模具钢S360和S390,主要用于冲压模。瑞典一胜百(ASSAB)通过调整成份,并采用电渣重熔(ESR)的生产手段,开发了 STAVAX SUPREME。与STAVAX ESR相比,STAVAX SUPREME的淬透性较好,适合于较大截面的模具。另外,一胜百还通过同时采用电渣重熔(ESR)和真空冶炼(VAR)两种精炼工艺,开发了塑料模具钢 POLMAX。据介绍,POLMAX具有极好的抛光性,优良的耐腐蚀等性能,主要用于有特殊镜面要求的模具。除上述钢种外,相关企业还在本届展览会上推出了其它模具钢钢种。相比之下,在借助先进的工艺方法和工艺手段,不断开发具有特殊使用性能的新型模具材料方面,国外知名企业明显地走在了我国企业的前面。
(3)不断提高产品质量与性能,已成为模具材料生产企业的普遍追求。材料的质量与性能得到了模具材料生产和使用单位的普遍重视。 对于模具钢生产企业来说,尽管各自最终达到的质量和性能的优良程度仍存在差异,有时甚至这种差异还很大,但无论是国外还是国内企业,都在通过不断改进或更新工艺方法和工艺手段,来进一步提高材料的纯净度、致密度、均匀性、等向性及质量的稳定性,近而提高材料的使用性能。这也是模具材料发展的大趋势。相对而言,本届模展展示的模具钢质量和性能基本上处于较高水平。 对于国内大部分模具材料使用企业来说,尤其在制造精密、复杂、长寿命的模具时,模具材料的性能、质量及其质量和性能的稳定性已成为选材时考虑的主要因素。这一点也在150余套参加本届模具评定的模具用材情况中得到了突出体现。 (4)国内模具用材水平又有明显提高 在本届模展上申请参加评定的150余套模具中,使用的模具材料有塑料模具钢2738,NAK80,P20,718,GS718,S316等;冷作模具材料 O1,D2,D6,7CrSiMnMoV,Cr12MoV,ASP23,ASP30和V10等;压铸模具钢W302-2000,H13等,国外牌号占绝大多数。上述材料基本上是近十年来开发或已在大力推广的具有良好使用性能的模具材料。因此,与上届相比,本届参加评定的模具在用材水平上有新提高。
第十届国际模展模具评定评述专家组名单: 叶 军(组长) 单秉俊(副组长) 张孝民(副组长) 陈德忠(副组长) 李德群 安文宝 吴玉道 郑义和 马颖生 张华禹 张顺福 邹云甫 蔡紫金 谢小华 |