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现代模具工业发展趋势和国内模具材料市场供需前景分析

1.现代模具工业的发展趋势

模具工业是制造业中的一项基础产业，同时又是高新技术产业的主要领域，工业发达国家都十分重视这个产业。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”；德国产业界则认为它是所有工业中的“关键产业”；日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的原动力”。早在20世纪80年代初，一些工业发达国家模具工业的产值已超过机床制造工业的产值，例如日本模具产业年产值达到13000亿日元，远远超过日本机床总产值9000亿日元。如今，世界模具工业的发展甚至已超过了新兴的电子工业。世界模具工业的年产值约为650亿美元。

现代模具工业的发展，在很大程度上依赖于优质模具材料的研究开发，以及模具标准化、先进的设计与制造技术、专用的机床设备，而且生产技术管理也是很重要的环节。21世纪模具行业的基本特征，概括地说就是集成化、网络化、智能化和柔性化。其奋斗目标是提高生产效率，改进产品质量，缩短模具设计及制造周期，提高模具使用寿命，降低生产成本，最大限度地提高市场应变能力，满足用户需要。这也是我国现代模具工业的主要发展方向。

现代模具与传统模具不同，它不仅形状多样，结构复杂，而且对材料和技术要求更高，使用传统的模具制作方法难以适应，必须借助先进科学技术的发展，采用现代化制造技术，才能达到技术和质量要求，才能适应市场需要。当前市场竞争激烈，市场对模具制造的实际要求是精度高，价格低，交货周期短。从整个工业生产的发展趋势来看，其特点是品种扩大，质量提髙，产品更新加快。现代模具工业的发展趋势也离不开这个规律，主要是：

1) 大型化模具在加快发展。

其原因：一是由于采用模具成形的零件日趋大型化；二是由于提高生产率要求模具“一模多腔”，现在有的大型模具已出现“一模百腔”的情况。这对模具材料也提出了新的要求。

2) 多功能复合模具日益发展。

一副多功能模具除了用来冲压成形零件外，还要承担叠压、攻螺纹、铆接、锁紧等组装作业。采用多功能复合模具生产的产品不再是传统的单个零件，而是成批的组合件，可以显著缩短产品的生产、装配周期。这对模具材料的性能要求也越来越高。

3) 模具精度要求越来越高。

20世纪90年代初，模具精度一般要求为5pm,近年已要求为2-3nm。随着零件微型化及对精度要求的提高，有些模具的加工精度要求在以内，于是促进了超精密加工技术的发展。

4) 精度加工的模具品种也日益增多。

例如用于磁盘、磁鼓制造的模具要求亚微米级（0.01阿）精密加工；用于超精密电子器件的模具要求毫微米级(0.001pm)精密加工；用于航空机械和精密机械的模具要求纳米级（nm)精密加工。

5) 热流道技术己扩大应用。

热流道模具在塑胶成形模具中的比重在增高。采用热流道技术的模具可提高制件的生产效率和质量，并能大幅度节约制件的原材料。因此,热流道技术的应用在国外发展迅速，国外很多塑料模具厂所生产的模具有50%以上采用了热流道技术，有的厂已达80%以上，效果十分明显。热流道技术在®国也已用于生产，国内有的模具厂热流道技术的采用率已达20%-30%。

2.国外模具技术的新发展

当前国外模具技术的最新发展充分表明,现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分，这也是中国模协近年多次组团参加欧洲模具技术展览会(EuroMold)的感受之一。在这个代表国际上最高模具技术水平的欧展会上，各国的模具新技术争奇斗艳，竞相展示，其中很多模具新技术深受与会者关注，如塑料模具新技术，无模具成形技术，快速成形技术，显微激光技术，CAD/CAM等软件的快速更新等等，择要介绍如下：

(1)塑料模具新技术

1) 一模多腔模具和多功能模具。展出的一种高效制造瓶坯模具，不仅腔数多(一模144腔)，而且注塑周期短，生产效率高，该种模具每小时可制造出6万个瓶坯6

另一种多零件7多颜色、多材料注塑模具，拥有回转台注射成形和带分度板座的注射成形系统。利用这些模具和技术，可以实现在同一模具中成形多种零件，并可进行多种塑料材质、多种颜色的注射成形。

2) 塑料模具的动态进料技术。这是一项控制熔融塑料在热流道系统中流动的专利。所谓动态进料，就是为每个浇口分别设定注射时间、注射压力等参数，根据这些设置进行注塑，可以获得平衡注射和最佳质量保证。为此，动态进料装置内每个热流道喷嘴有一个针阀，用以控制注射的流量和压力，调节塑料的流动。

动态进料装置还允许使用可换模具，即可以使用一标准模具，对于不词制件，只要更换模芯，而不必调整热流道系统，以减少使用的模具副数。该装置也允许使用多模成形，同时允许每副模具使用不同的模芯。

3)用铝合金材料制造塑料模具。展出的一副用铝合金制造的塑料模具，有3个品种的铝合金材料可供选择，据称使用寿命已达30万次，状况依然完好。另有一副用MI—600铝材制造的塑料模具，有4个品种8个等级的铝材可供选择，宣称其使用寿命可达50万次以上。

(2) 无模具成形技术

无模其成形技术是薄板冷成形的最新科技成果。该项技术可用于普通碳素钢板、不锈钢板和铝合金板的成形，而无需使用模具和压力机。适用于零件原型的制作和小批量生产。

无模具成形可制作尺寸较大的零件，成形的最大尺寸为200mmX1300mmX500mm。允许成形的钢板厚度为：.碳素钢板0.5-3mm，不锈钢板0.2-2mm，铝合金板0.5-5mm。成形前将金属夹紧在工作台上，成形过程为渐进方式，即工作台在加工过程中逐渐下降。成形工具为杆状，头部为球状。加工的轨迹为一系列的等高线。零件的成形是靠金属板的减薄来实现的。

无模具成形技术的突出优点是成形零件时不用模具，因此可显著降低生产成本，缩短产品上市时间。而且此项技术的柔性较大，适用面较广，可成形较复杂的零件；但也有一定局限性，例如对于厚度均匀性要求严格的零件难以达到满意的结果。

(3) 快速成形技术

1) 三维打印的快速成形系统。展出的快速成形设备有各种类型，其中最多的是三维打印成形系统（3DPrintingSystem)。该系统成形零件的工作过程包括以下步骤：①铺撒成形零件的粉末状材料；②在要求的区域内喷撒粘结剂；③工作台下降一层高度（例如0.1mm);④重复①至③过程，反复进行，直到零件完成。⑤采用金属粉末成形的零件，在零件成形后进行烧结和渗铜。上述过程的完成可以完全自动化。成形系统直接采用CAD软件，可实现设计与成形的一体化。

成形零件的粉末材料可以选用金属、石蜡或塑料等。三维打印的快速成形有恨多优点：①成形速度快，可在数小时内成形较复杂的零件；②可成形较大尺寸的零件，例如尺寸为600mmX500mmX400mm;③对零件的复杂程度基本不受限制；④成形的零件可以渗入蜡、环氧树脂等，以改变材料的性能；⑤可将整个零件或各部分制成多种颜色等。

2) 快速成形的铸造技术。展出的一种装置可快速制作树脂砂铸型。该装置采用2个激光头同时工作，分层将砂型烧结，分层厚度为0.2mm。所制成的铸型可用于铸造铝合金、镁合金、灰铸铁和合金钢等材料的零件。还有一种装置可用于生产塑料制品和金属铸件。该装置的集成系统包括：

用于在硅胶模中制作塑料件的装置；浇注蜡模的装置；混合和涂挂陶瓷浆料的装置；熔化和浇注金属的装置。整个系统集中控制，全自动化运行。

(4) 显微激光技术

1) 显微激光焊接技术。这种激光技术可用在模具表面上增加耐磨层或用于修复模具。与一般的激光焊接等工艺不同，采用显微焊接工艺时在激光聚焦处的温度可高达1500°C，焊接过程可在KT9S内完成，以避免将热量传递到焊点邻近区域,因而不会引起材料金相组织和性能的变也，也不会使模具产生变形或开裂等问题。这种激光焊接技术可用于钢、铜、铝合金、镍铬合金等材料的模具，焊层可达Imm厚，对于模具形式和尺寸没有限制。

2) 柔性激光焊接技术。也可用于修复模具或熔覆金属层以增加模具耐磨性。经激光熔覆处理后的模具表面层硬度可达62HRC。

(5) CAD/CAM等软件技术快速更新

随着电脑技术的快速发展，各种为提高模具质量、缩短模具设计与制造周期的软件技术也在不断发展和快速更新，如CAD、CAM、CIM、CAE等各种软件0，几乎每年甚至半年就要更新一个版本。在欧展会上，各软件厂家竞相演示和演讲其先进的技术和完善的功能，除了市场竞争的目的外，也体现了从保证质量和缩短工期两个方面服务于模具的设计与制造。

3.国内模具材料市场供需前景分析

近年来我国模具工业发展迅速，模具工业的产值从1997年开始已超过机床工业的产值，1998年模具工业产值达到220亿元，2000年达到260-270亿元，2002年继续快速发展，模具总产值达到360亿元，比上年增长14%左右。2003年模具工业的发展速度稍低于上年，这是由于仅靠内需拉动的行业不可能长期高速发展；但另一方面国际市场形势不错，一些工业发达国家将制造业纷纷转移到我国，又使我国模具工业面临空前的发展机遇。估计2003年模具行业总体发展增速达12%-13%，模具总产值达到400亿元以上[11]，同时，产品结构、进出口状况得到进一步改善。

面对我国加入WT0后的新形势，模具行业从总体上来看，机遇要大于挑战。这主要是我国的模具价格要比众多外国产品的价格低许多，在国际市场上有一定竞争力。从国内市场看，我国模具仍供不应求，不少大型、精密、复杂、长寿命的模具仍靠进口解决，根据不完全的统计，2003年进口模具外汇13.7亿美元，这还不包括随引进的设备和生产线带进来的模具。我国已经成为世界上进口模具最多的国家。

㊀即利用微机对模具进行辅助设计（CAD)、辅助制造（CAM),或利用微机集成制造（CIM),以及对模具设计的各个环节进行定量计算与数值模拟分析(CAE)等各种软件。.

根据中国模具协会对国内“十五”期间，模具市场发展情况的预测，我国模具生产将以10%-15%的年增长速度迅速增长，现分类说明如下：

(1) 汽车摩托车行业用模具

汽车摩托车行业是最大的模具市场之一，工业发达国家占模具市场的50%左右。汽车工业也是我国国民经济支柱产业之一，“十五”期间将重点发展经济型轿车、重型汽车、汽车零部件和汽车模具。

据估计，2005年我国汽车产量将达300万辆，农用汽车产量也将超过300万辆。汽车车型将达170余种，另有更新车型和改装车型430种。'汽车的换型周期一般为：轿车3-4年，轻型车4-5年，其他车型为6-8年。换型时80%左右的模具需要更换，一个型号的轿车需要模具4000多副，如果进口价值4500万美元，其中主要是冷作模具、塑料模具和热作模具，大型覆盖件模具要300套左右，价值上亿元。

我国摩托车的产量已超过1000万辆，一个型号的摩托车需模具约1000副，价值1000多万元，其中大部分是中小型冷冲压模具、压铸模具和塑料模具。

(2) 家用电器行业模具

家用电器是我国近十几年来发展极为迅速的行业，目前我国主要家用电器如电冰箱、洗衣机、空调器、微波炉等产品的产量已跃居世界前列，出口产品价值超过50亿美元/年。

家电生产需要大量的大型、复杂、精密、长寿命模具。如某合资的大型家电公司每年需模具1400套，费用1.4亿元，其中主要是塑料模具和冷冲模具，约40%靠进口解决。

单台空调器仅塑料模就要20多副，价值1500万元。

单台洗衣机需模具约200副，价值2000-3000万元，其中冷冲模与塑料模乏比为1:2-1:3。

(3) 电子及通信设备用模具

单台彩色电视机需模具约140副，价值700万元，其中塑料模10副，价值约120万元。“十五”期间，我国彩色电视机年产量将达4000万台，以10万台需1整套模具，每套模具以700万元计，每年此项模具市场产值为28亿元。

台式电脑每个型号需模具30多副，价值约400万元。配套的打印机，单台需模具20多副,价值300多万元。“十五”期间，我国台式电脑年均需求量在1000万台以上，还有笔记本电脑，网络机顶盒将拥有几千万台的市场。

VCD、DVD、录像机、摄像机、数码相机、手机及大量的通信设备等都需要大量的模具，其中主要是冷冲压模具和塑料模具。在有些发达国家，电子、通信设备模具约占模具市场的20%左右。

(4) 建材行业用模具

建筑业是我国的支柱产业之一，随着房地产市场的开发并不断升温，建材

的需求量日益扩大。由于建筑业快速发展，各种建材异形材模具、墙面砖和地面砖模具将成为模具市场上新的增长点。到2005年，塑料门窗的普及率将超过30%,塑料排水管的市场占有率将超过50%。因此，塑料型材模具，如PVC塑料管材、管接头模具的增幅也将高于行业总体的增长。

(5) 塑料制品用模具

我国塑料工业发展迅速，1997塑料年产量为700万t/年，预计2005年我国塑料工业产量将达1700万t/年，其中工程塑_将为我国重点支持优先发展的产业，目前满足率只有36.2%，预计年增长率将达25%左右，亦将需要大量优质塑料模具。

(6) 其他模具市场

仪器仪表行业年产值达300亿元，满足率仅60%,随着仪器仪表国产化率的提高，所需的模具将大幅度增加，其中主要是中小型高精度冷作模具和塑料模具。

电动机年生产量为4X107-5X107kW，需要大量高寿命冷作模具。

橡胶制品的产量以8.6%/年的速度增长,其中2005年汽车轮胎预计产量为1.1亿条，其中子午线轮胎约4000万条，需要大量的橡胶模具。

铝合金和镁合金越来越广泛应用，其铸造模具（大多为压铸模）需要量的增长速度将高于模具行业的整体发展速度。

此外，陶瓷、玻璃、皮革制品、耐火材料等也要大量的专用模具。

本文出自*港峰公司（葛利兹、名佳利）*，转载请注明出处！ 2016-5-01