中國模具產業快速發展 鋁制模具縮短周期
模具是指工業生產上通過注塑、壓鑄或鍛壓等方式生產產品所用的各種模子和工具。模具是工業生產的基礎工藝裝備,被稱為“工業之母”。據統計,75%的粗加工工業產品零件、50%的精加工零件都需要由模具成型,而絕大部分塑料制品也由模具成型。
根據所成型的材料的不同,模具可分為金屬模具和非金屬模具,其中金屬模具主要有鑄造模具和沖壓模具,非金屬模具主要是塑料模具。塑料模具和沖壓模具是主要的模具品種,2010年的市場規模分別達到了630億和520億,分別占模具行業的45%和37%。塑料模具主要用于塑料制品的壓制成型,沖壓模具主要是用于金屬材料的冷沖壓成型。
2000年以來,受益于下游汽車、電子、塑料制品行業的快速發展,我國的模具行業取得了長足的發展。模具行業的行業收入從2003年的140億元快速增長到2010年的1400億元,8年間增長10倍,年平均增長率在28%以上。金融危機僅僅使行業增速放緩到12.5%,仍然遠遠高于GDP的增速,可見我國模具行業的發展勢頭十分強勁。
據國際模協秘書長羅百輝介紹,模具生產是模具行業產業鏈中的最后一環,也是最直接與下游行業關聯的一環。受益于下游需求增加,2010年我國的模具行業收入達到了1400億元,同比增長28%。另外,2010年我國進口20億美元左右的模具,這些模具幾乎都是以大型、精密、復雜、長壽命為主要代表的高技術含量模具,這部分模具的對外依存度在40%以上。可以看到,過去的五年進口模具的金額十分穩定,說明我國對高技術含量模具的需求十分剛性。同時,隨著我國模具生產競爭力的提升,我國模具出口加速上升,1999年出口規模只有1.3億美元,2010年達到22億美元,年均復合增長率達到29%。
2010年我國模具行業首次實現順差1.3億美元。預計未來一段時間內出口增速將持續高于進口增速,順差規模將會持續擴大。
廣闊的下游支撐模具需求,產品競爭使模具消費品化。模具作為生產標準零部件產品的上游,其屬性類似于資本品,一次性的購買可以支撐長期的使用。因此,模具行業有很大的產值放大效應,模具業與下游零件行業的產值比例能達到1:100的水平。羅百輝表示,模具在生產過程中的作用十分關鍵,一個型號的轎車需模具4000多套,大型覆蓋件模具300套;單臺電冰箱需模具350付,價值400萬元;單臺洗衣機需模具加工零件500個、需模具200付,價值2000萬元-3000萬元;還有筆記本電腦、通訊設備,建材中的排水管、塑鋼門窗,儀器儀表等等行業都需要大量的模具支持。一個行業要實行量產,必須要借助模具,因此模具擁有廣闊的下游行業支撐,需求十分龐大。
同時,下游行業競爭越來越激烈,產品更新換代速度越來越快,直接導致了模具行業的消費品化:模具的使用周期將會大大縮短,模具更像是一種消費品,更換頻率越來越高。對此,羅百輝認為,模具行業將會坐收下游行業激烈競爭之利,能夠取得持續平穩較快的增長。目前我國模具產業進出口規模已達到40億美元,其中進口和出口水平相當,皆在20億美元左右。中國的模具產業正在處于一個快速發展通道中。
然而,模具行業中有一個有趣的問題:如何延長鋁制模具的使用壽命,以使其能夠適用于有限的生產?用鋁材作為一種較高成本效益的方法來生產模具具有很多優勢。模具制造的周期縮短,從而降低了生產成本,再加上這種模具具有更好的導熱性,這就意味著生產周期可大大縮短。
每個人都希望能夠延長模具的生產使用壽命,例如采用傳統的工具鋼制造模具,其表面采用硬質鉻或鎳金屬電鍍,或采用更為專業化的工程涂料,這樣做可以防止其表面磨損或腐蝕,促使其更好的脫模。此后,為了尋求同樣的目標,開始采用鋁制模具,并找到了切合實際的解決辦法。
為了能夠注塑成型生產出裝飾性較好的零件,除了延長模具的使用壽命之外,制造商還希望鋁制模具的表面能夠保持一定程度的光澤度,因此建議采用非電鍍的鎳噴涂工藝,因為這種方法有助于延長模具表面光潔度的壽命,使其生產裝飾性零件相對比較容易。
由于鋁材的質地較軟,如果不采用表面涂層,就容易被塑料磨損,加速其損壞程度,從而改變注塑成型件的光澤度。非電鍍鎳涂層可使模具表面增加50RC,使其足以保護和延長模具表面的光澤度和結構。非電鍍鎳涂層可以比鋁材本身獲得更好的表面光潔度質量,但必須指出的是,在模具可以電鍍前,首先需要進行一些表面處理。例如,為了使其能夠達到透鏡級的質量水平,建議首先將鋁制模具的表面加工到SPIA-3級光潔度水平,然后在其進一步拋光前,再應用0.0003~0.0005的高磷非電鍍鎳涂層,使其達到鉆石級質量的光潔度水平。
長期用于注塑成型生產的鋁制模具的使用趨勢將會持續下去,而且無疑也將會開發出一系列更新穎的鋁合金材料,以適應和滿足不同模具的生產和應用需求。無論遵循這條原則會出現什么樣的情況,但總是有一種工程涂層可以用來提高產品的質量和延長模具的使用壽命,這是非常簡單的事情,提供電鍍服務的經銷商有很多經驗和資源可以幫助人們去實現這個愿望。
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