第十五届中国国际模具技术和设备展览会模具水平评述

第十五届中国国际模展模具评定评述专家组

第十五届中国国际模具技术和设备展览会模具水平评述

第十五届中国国际模展模具评定评述专家组

对第十五届中国国际模具技术和设备展览会展出的各类模具、模具标准件及模具材料等进行了水平评述，介绍了我国模具、模具标准件、模具材料和模具CAD/CAE/CAM的发展现状和技术水平，分析了我国模具技术的发展趋势。

模具；模具标准件；模具材料；模具CAD/CAE/CAM；发展趋势

第十五届中国国际模具技术和设备展览会于2014年6月4日至7日在上海新国际博览中心举行。为了推动我国制造业结构升级，促进行业和企业间的交叉和学习，本届展会主题是“展-会结合，合作共赢”，突出新材料、新技术、新工艺及新装备。展会共设6个展馆，展项包括精密制造装备、机床工具、综合模具、汽车模具及成形机械与模具一体化新技术等，展出面积超过70 000 m2，吸引了中国、香港特别行政区、台湾地区、意大利、瑞典、德国、美国、瑞士、英国、日本、新加坡、奥地利、澳大利亚、西班牙、韩国等15个国家和地区的1500余家企业参展。与展会同步，中国模具工业协会开展了“精模奖”和“优秀供应商”等行业评选，举办了“精益制造·成形技术与模具报告会”、“亚洲模具论坛”、“汽车模具与汽车轻量化成形制造论坛”等9个行业学术会议，是一届亚洲模具界的聚会，也是一届具有世界领先水平、技术与展览并举的国际化盛会。

本届展会展出的塑料模具、冲压模具、汽车覆盖件模具、铸造模具、快速经济模具与快速成形技术、模具标准件、模具材料、模具CAD/CAM/CAE等，有151副模具和9个标准件角逐“精模奖”，基本反映了我国模具及其相关技术的发展状况与前沿水平。下面就塑料模具、冲压模具、汽车覆盖件模具、铸造模具、快速经济模具与快速成形技术、模具标准件、模具材料、模具CAD/CAM/CAE等技术及其发展水平进行评述。

1 塑料模具

本届展出并参评的塑料模具展示了两年来企业技术创新的优秀成果，体现了塑料模具行业和技术创新推动转型升级的发展战略。概括为两个转型：（1）以先进成形工艺及新型模具结构助推模具向塑料产品高品质控制工程解决方案转型。其主要体现在先进成形工艺的模具比例比往届有了大幅提高，如双色注塑、高光模具、叠层模具等技术已得到很好的推广应用。很多研发实力较强的企业已不仅仅局限在模具的范畴，而是从模具的上游产品设计入手，同步开发，提升模具技术的竞争力。（2）以智能化、自动化、互联网技术助推模具向装备一体化转型。模具向专机装备一体化领域拓展正在成为行业新的亮点，如测温、测压传感器、自动化模具结构等装置的研究和应用使模具具备了自动生产、自动检测、自动监控等功能。基于互联网技术的模具信息管理系统，使模具维修、保养、技术信息、生产数据实现了智能化、网络化管理。

1.1 先进成形工艺及新型模具结构助推模具向塑料产品高品质控制工程解决方案转型

本届参评的塑料模具中，以模具驱动的塑料产品高品质控制工程解决方案的创新主要体现在产品的性能品质、外观工艺品质、成本品质3个方面。

1.1.1 产品性能品质控制

广州导新模具注塑有限公司研制的“菲涅尔锯齿花纹透镜模具”，用于生产轿车高位刹车灯菲涅尔透镜制品。该制品的光学性能要求很高，如线性菲涅尔花纹底部圆角≤R0.1 mm，模具型腔及线性菲涅尔花纹抛光精度达到光学镜面水平等精密零件指标，对模具的设计制造提出很高的要求。该模具采用了自行研制发明的锥度抛光陀螺技术，解决了微细菲涅尔花纹高精度抛光问题；采用组合滑块顺序开模技术，解决了制品零度脱模粘滑块的问题；细小LED光学面采用高精度镶拼技术，镶件厚度1.5 mm，解决了精密光学面难加工的问题。

青岛佳友模具科技有限公司研制的“大型透明罩壳注压成形模具”用于成形大型飞机前风挡，该制品需满足大型超厚透明产品无气泡、缩痕、流痕、高导光率等性能。模具采用二次锁模机构，实现注塑压塑生产，结合模流分析对浇口方案进行了优化。通过蒸汽合理控制模具温度的同时，配合使用抽气装置，实现模内真空注塑。模具成形部分加工精度高，抛光达到光学镜面。该模具的突出特点是结合注塑过程中的模温、压缩距离、进胶量、工艺参数的控制，使塑料制品满足光学性能的要求。

宜宾普什模具有限公司研制的“新型PVC滴斗双色模具”用于成形新型输液器滴斗，解决了成本高和应用安全问题。制品外层采用PVC材料，内层采用特殊医用安全材料，单层壁厚0.55 mm。模具采用双色注塑成形技术，一模成形24个制品，通过优化浇注系统设计和稳定的热流道系统，解决了PVC材料易发黄、发黑和双层材料结合的难题。通过定位结构创新设计、模具精密加工等手段，解决了注塑双层偏心问题，制品壁厚差控制在0.04 mm。成形零件选用耐腐蚀钢材，结合抗腐蚀表面处理，保障了模具生产腐蚀性PVC塑料的使用寿命。型腔采用螺旋水路冷却、型芯采用喷泉冷却，大幅提升了注塑生产效率。

厦门超日精密模具有限公司研制的“B06II打印板注塑模具”用于生产高精度打印机打印板制品。该制品采用TPU 71D材料，内嵌镀锌链接件，零件的残余应力、两种材料的粘合效果、制品的翘曲变形等直接关系到打印效果和质量。该模具采用多种CAE软件进行模流分析、应力分析，模拟塑胶在填充过程中各位置点的温度、翘曲度、残余应力等数据，优化浇口方案，并在尾部设计溢料槽，排出冷料。嵌件采用滑块精确定位，成形零件工作面，保证了制品的尺寸精度。模具冷却系统采用分区控制模温的方法，控制熔融塑料的流动状态，从而实现控制制品的变形量。

1.1.2 外观工艺品质控制

青岛海尔模具有限公司研制的“大型双色面板注塑模具”，用于成形双色空调面板制品。产品外观创意是利用光学折射原理，达到钻石纹效果，彰显出美观、时尚、高贵的品质。采用“杯中红酒”的独特材料配方技术，改变原来标准料无法实现外观效果的局面，面板更能体现出立体效果、美观及文化特色。模具采用CAE双色注塑模流分析技术，确定浇注系统方案；采用双色注塑热流道系统、分型面延迟开模机构、增强排气系统、动定模定位系统、温度分区控制、精确注塑等关键技术，保证了制品的注塑质量和模具的生产效率。钻石纹采用NC高速切削加工，不做抛光处理，实现光线的散射效果。

宁波跃飞模具有限公司研制的“左右D柱低压覆布注塑模具”用于成形SUV车型的D柱，制品外观要求较高，表面要求覆布，不能有褶皱、拉伸等缺陷，外观段差控制在0.03 mm内，结构复杂。模具覆布间隙由垫块调整，采用多个圆柱针刺破定位，使布在注塑成形过程中随料流动展开，实现无褶皱和避免过拉伸的缺陷。

1.1.3 成本品质控制

北京东明兴业科技有限公司研制的“手机前壳大边框薄壁锌合金嵌件精密注塑模具”，用于生产超窄锌合金嵌件手机前壳大边框，实现了模具一次成形，解决了大边框的变形问题，取消制品成形后的二次加工工序，大幅提高了制品的生产效率，降低了嵌件的材料成本和制品的二次加工制造成本。该模具通过在内框中间合理位置增加支撑流道，改善注塑时熔体的流动状态，同时，在冷却时起到支撑作用；成形部分采用四面滑块结构，在制品顶出前，滑块抽芯，释放注塑内应力等方案，解决了制品成形过程中的变形问题。

宁海县第一注塑模具有限公司研制的“中央通道骨架微孔发泡注塑模具”用于生产轿车中央通道骨架制品。模具采用微孔发泡注塑成形技术，在不降低制品性能的前提下，制品减重8%～12%，尺寸稳定性、制品动力学性能相比普通注塑制品均有明显提高。注塑设备带有氮气发泡装置，采用微孔发泡工艺注塑生产，通过调整背压、提高模具冷却效率和均匀性等方法改善制品的表面质量。模具成形周期比传统工艺缩短20%，锁模力下降30%。

宁波远东制模有限公司研制的“汽车轮罩注塑模具”用于生产薄壁的汽车轮罩制品。该制品壁厚为1.0 mm，相比传统壁厚1.6～1.8 mm，可大幅降低制品的材料成本。模具采用CAE分析技术进行模流分析，合理设计浇注系统，并修改制品局部形状，改善流动状态，解决了薄壁、大面积制品充填困难的问题。模具采用带有可调整、拆卸式浇口套的12点热流道系统，解决温控感温误差和加工累积误差，保证注塑过程的稳定性。

昆山银宝三新科技股份有限公司研制的“大型复合材料尾门模具”用于热压成形SMC汽车尾门内板，替代金属尾门内板，以塑代钢，符合汽车轻量化的发展方向。该模具采用热压成形工艺，成形材料为SMC,成形压力为1000 t/m2，模具成形温度为160～165℃，采用高温油加热方式，根据制品形状设计油路，使模具温度差控制在5℃以内，保障了制品的外观质量和力学性能。上下模采用吹气系统，解决了产品与模具真空粘合造成的脱模困难问题。

宁波舜宇模具股份有限公司研制的“LN200出风口双色脱芯旋转模具”用于成形汽车出风口制品。该模具由传统的两套模具成形优化为一套模具成形，大幅提高了生产效率，降低了制品加工成本。模具采用模芯顶出旋转，将第一次硬胶成形的半成品旋转后进行软胶成形。模具要求旋转动作可靠，模具加工精度、重复定位精度要求高。

1.2 智能化、自动化、互联网技术助推模具向装备一体化转型

厦门驰杰模具工业有限公司研制的“全自动智能化可翻转滑块注塑模具”用于成形带大尺寸玻璃嵌件的汽车配件制品。模具采用可翻转滑块结构，油缸驱动，滑块加工精度控制在0.02 mm以内，动作可靠。采用排气顶块、浇口顶块、真空成形、上下模独立循环蒸汽加热系统、自动化液压、气动系统等装置，通过19组传感器，对整个生产过程进行全自动智能控制。免去人工拆卸滑块、人工定位玻璃等工序，自动吹气快速清理浇口飞边，实现了全自动生产，成形周期提升至35 s，比传统工艺减少15 s，生产效率大幅提升。该模具大量采用了传感器、行程开关等自动化元件，实现对模具多种动作的顺序控制，体现了模具智能化、自动化的发展方向。

宁波贝隆精密模塑有限公司研制的“手机VCM音圈马达载体精密注塑模具”用于成形手机摄像头VCM音圈马达载体制品，属于精密电子零件，尺寸小，形状复杂，精度要求高，平均壁厚为0.2 mm，整体公差为±0.02 mm，端面平面度为0.01 mm。螺纹规格为M6.5×0.25 mm，牙高仅为0.25 mm，扭矩需控制在10～50 gf.cm。模具采用伺服绞牙系统，通过PLC控制器控制伺服电机的精确转动，传感器装置带分度盘，通过PLC编程，记录分度盘感应点位置，自动控制螺纹起始牙的位置，保证多型腔精密螺纹的脱模质量。PLC控制器与注塑机信号连接，可根据生产的不同阶段控制伺服电机的转速，提高生产效率。模具镶块、顶出机构、齿轮传动机构采用一体式设计，通过多种精密加工手段，如超精密坐标磨加工、高精度自动螺纹磨加工等，保证了自动螺纹脱模机构的精度要求。

此外，还出现了其他模具智能化方面的创新技术。如海尔模具开发的模具信息智能化管理系统，简称模信通，是基于物联网技术面向模具用户的可视化大数据平台，系统包括模具信息采集模块、网络基站、数据中心、模具云服务平台等。每套模具上安装一个模具信息采集模块，实时、自动采集模具的生产信息，通过网络基站无线传输到数据中心，数据中心的系统软件对数据进行自动分析处理，生成报表，并上传至模具云服务平台，供模具管理者查阅、决策。该系统具备模具定位、数据传输、自动分析、维修保养预警、模具档案管理等智能化、网络化管理功能。

归纳起来，塑料模具已由单一模具技术向多技术融合方向发展，塑料制品的品质、成本及装备一体化是目前塑料模具发展的核心。

2 冲压模具

本届展会的冲压模具品种、档次令人耳目一新。代表冲压模具发展方向的多工位级进模和精密冲模发展趋势强劲。展品涵盖了电子、通信、汽车、机械、军工、轻工、电机电器、仪器仪表、医疗器械、自动化装备、轨道交通、航空航天、新能源和家电等产品领域。从展品的水平分析，模具的复杂程度、制造精度、使用寿命、性能、技术含量、制品质量和加工周期等方面均有明显进步。部分国产高档模具在品质和性能上与国外先进模具相比水平相当，不仅替代了进口，而且出口到工业发达国家和地区。

2.1 部分高速大型级进模已跻身国际领先水平

宁波鸿达电机模具有限公司、宁波震裕科技股份有限公司、常州展翔精密模具厂等展出的电机铁芯自动叠片级进模，在高速冲床上使用，冲速为每分钟280～320次，具有自动送料、冲压成形、扭槽回转、叠片计量、厚度分组、铁芯组合和产品输出等功能以及智能化技术，模具使用寿命已接近2亿冲次。模具的复杂程度、制造精度、技术含量、使用寿命和生产效率已接近国际同类模具先进水平。

常州展翔研制的单列φ120伺服马达铰链铁芯级进模属全国首创，并获得了专利。其铰链铁芯结构使产品能自动展开闭合，优化了产品装配工艺，生产效率提高5倍以上，性能达到国际高端电机产品水平。该模具结构新颖、机构独特、工艺先进，模具技术与国外同类模具水平相当。

宁波震裕研制的一模可冲制四列直条电机定子铁芯产品，模具在高速冲床上使用，冲速为每分钟280～320次，总寿命2亿次以上，突破了国外双列模具技术，获得两项专利，与国外双列模具相比，提高了生产效率和材料利用率。

宁波鸿达研制的铁芯双回转自动叠片级进模、大型精密拼块复合模和特大型定转子片精密冲模等技术与生产能力处国内领先地位。其中，研发的Y2-160系列葫芦形料开料大型级进模，突破了相关关键技术，实现了高速、大宽度、高精度开料。开料宽度为1200 mm，开料步距精度达5 μm以内，送料速度可达80 m/min。该项技术具有自主知识产权，已获4项实用新型专利，申报受理3项发明专利。上述事例说明我国的电机铁芯自动叠片高速大型级进模已跻身国际领先水平。

无锡国盛精密模具有限公司展出的大型换热器翅片级进模，重量约4 t，模具长度尺寸达2 m以上。加工采用精密数控设备，制造精度达2 μm，零件易损件可互换，模具寿命达5亿冲次。模具在高速冲床上使用，冲速为每分钟250～300次。模具结构、精度、寿命和外观质量与国外同类模具相比毫不逊色。随着翅片产品的多样性及性能要求，涌现出椭圆孔、矩形方孔等异形孔翅片，模具设计制造的难度超过常规的圆孔翅片模具，且要求模具功能模块化设计，通过简单的选择组合，在一副模具上可生产出不同规格的翅片产品，以及两种片型在同一副模具上同时生产。此外，黄山三佳谊华精密机械有限公司研制的能满足5类片型快速切换生产的12列翅片级进模技术，已接近国际同类模具先进水平。

2.2 先进模具各领风骚

无锡微研有限公司展出的汽车类气缸盖大型级进模，27工位，步距56 mm，经精密冲压、拉深和采用冷镦成形技术，实现了产品顶面由原料厚度2.6 mm增厚到3.0 mm的复合精密成形，降低了生产成本，且有利于提高模具使用寿命。

天津市津兆机电开发有限公司研制的汽车座椅BRACKET级进模，采用CAE模拟成形分析和精密组合加工方法，保证模具一出两件，各项指标达到国外模具水平，获二项专利。

河北德道汽车零部件有限公司展出的汽车结构件大型级进模，鸿泰精密模具（昆山）有限公司展出的汽车、家电和光电零件大型级进模，模具重量达20 t左右，制品一模两件，形状复杂，精度要求高，模具设计制造均有较高水平。

昆山嘉华电子有限公司展出的电子连接器小型精密多工位级进模，具有高速、稳定、长寿命等特点。模具结构优化和制造工艺改进，在磨损、热变形、耐疲劳等方面采取有效对策，使模具始终保持良好的运行精度，实现了每分钟3000次冲速的稳定生产，具有国际竞争力，并在冲压生产稳定性方面已接近国际先进水平。

宁波合力模具科技股份有限公司展出的海马B柱热冲压模具，重量达16 t，上下模材料采用优质合金钢，由44件成形镶块组成，制造精度±0.04 mm，保证了装配精度和合模间隙均匀。采用模具水道合理布局及模面补偿技术，使其制件产品合格率达到98%以上，模具预计寿命30万次。

模具制造精度（包括尺寸精度、步距精度、表面粗糙度）、模具使用寿命（包括一次刃磨寿命和冲次速度）、模具制造周期和模具复杂程度等要素是衡量精密多工位级进模具技术水平的主要指标。总体来看，目前国内模具技术水平与国际先进水平的差距是明显的。因此，模具结构的优化设计、精细化制造及提高表面制造质量，仍然是国产模具技术水平上台阶的重要方向。

3 汽车覆盖件模具

随着汽车安全、节能、环保等品质要求的不断提高，新型、高品质、高附加值的模具已逐步成为中国汽车模具行业的发展方向。本届展会上，业界龙头如一汽模具、天汽模具、东风模冲、成飞集成、上海赛科利等不仅展现了先进技术，也推出新的发展思路，普什模具、上海亿森、河北金环、山东潍坊福田、富士瑞鹄、江淮福臻、湖北先锋等具备实力的企业也展现出了各自在高品质、高附加值模具上的研制能力。展会上部分模具的研发、制造技术已达到或接近国际先进水平。

3.1 大型外覆盖件模具研制能力提升很快

外覆盖件模具是汽车模具核心技术的集中体现，特别是回弹分析与控制、外观质量控制、模面间隙设计等关键技术的应用。本届展会上，多家公司展出的外覆盖件模具及其产品，充分展现了我国外覆盖件模具的研发实力，结束了以往中高档轿车外覆盖件模具基本依靠进口的历史。目前，国内一些汽车模具龙头企业已具备中高级轿车A类零件（侧围、翼子板）模具的研发能力；外覆盖件B类零件模具技术更是不断地推陈出新，不但实现了国产化，且逐步出口欧、美、日等发达国家和地区。

一汽模具公司展出的高级轿车外覆盖件产品及模具，其锐棱成形技术是一大亮点，模面间隙、加工、淬火和调试等技术在业界都还处于探索和实验阶段。目前该模具已成功量产，其品质已达到国际水平，标志着国内模具已开始迈向中高端行列。

东风模具为东风日产生产的侧围、翼子板模具和为东风裕隆生产的侧围等模具，无论尺寸精度还是外观品质都已达到了相当高的水平。天汽模具为上海大众生产的侧围、翼子板模具，上海赛科利为通用生产的侧围、翼子板模具都达到了国际标准和国际先进水平。成飞集成为江淮汽车生产的侧围、翼子板模具，瑞鹄模具为奇瑞汽车生产的侧围、翼子板模具，江淮福臻为江淮汽车生产的侧围、翼子板模具等也都达到了国内领先水平。

3.2 自动化模具及其技术迅速发展与推广

随着人力成本的不断增加和对高品质产品的持续追求，工业自动化已逐步成为发展的主流。以自动化模具为基础的自动冲压线可实现高质、高效的无人值守冲压过程。自动化冲压传送方式包括FeedBar、CrossBar、Robot、Progressive等模式，最高生产效率可达每分钟60次以上。目前，现代冲压是否能达到高效，瓶颈不在于冲压设备，关键是模具能否保证高效率。传递的可靠性、成形的稳定性是自动化模具设计的两大关键。传统的干涉曲线静态检测方式已不能满足设计要求，自动化干涉模拟技术已逐步被应用到自动化模具设计中。目前，一汽模具、天汽模具、东风模具、普什模具等企业在此项技术应用方面已较成熟。后工序的废料是否能顺利、高效的滑落模拟技术也逐渐地发展起来，并逐步被各模具企业所采用。

多工位模具采用Feedbar的传送方式，其结构紧凑、生产效率高，在欧美地板、门板等大型覆盖件模具行业已广泛采用。本届展会上，多家公司展出了各自的多工位模具产品，其产品类型包括梁、地板等，最高效率可达每分钟30次以上。级进模是生产效率最高的冲压方式，但零件类型也有较大的限制。本届展会上，多家专业级进模厂家已将级进模的产品适应范围扩展到大多数结构件，并取得了很好的效果。

CAD、CAE、CAM技术已在汽车模具企业广泛运用，同时，各企业不断引进PDM、ERP等信息化系统平台，现代化的模具企业不但其模具产品逐步自动化和智能化，其研发和制造平台也向自动化和智能化进军。

3.3 轻量化材料成形技术引领模具的新发展

例如，在对某些正常的大脑电模式发生应答时，突变小鼠大脑中一些突触体图仅仅是若隐若现的，而另一些则变得异常强烈。

安全、节能、环保是汽车未来发展的三大主题，高强板、超高强板、镁铝合金等轻量化材料在汽车的应用中也越加广泛。高强度钢板是目前汽车轻量化应用最广泛的材料，但由于其强度和延伸率的关系，成形性也受到诸多限制。经过近几年成形技术的不断发展，高强度钢板冷冲成形极限也不断被刷新。本届展会上，普什模具公司展出的出口日本的高强钢板模具，在一套模具上同时生产不同强度、不同板厚的4个产品，产品抗拉强度达到980 MPa，且采用拉延成形方式，对模具的平衡性、强度、寿命都提出了更高的挑战。

超高强度钢板的热冲压技术是近年来发展起来的先进成形技术。热冲压是指将钢板加热到奥氏体状态，快速放到模具中冲压成形，同时，钢板在模具中快速冷却以获得马氏体组织。超高强度钢板零件已逐步应用到汽车A柱、B柱、C柱、顶盖侧梁、保险杠等零件中。天汽模具研制的B柱热冲压模具、宁波合力的B柱热冲模具、上海赛科利研制的顶盖侧梁热冲压模具，都展现出了其不俗的超高强板热成形研发实力。

铝合金、镁合金、碳纤维等材料由于具备密度小、强度高的特点，已逐步成为汽车轻量化材料的发展方向。但镁铝合金的成形特点与钢板的成形特点区别很大，无论在成形、回弹、剪切的技术参数上都难于钢板，所以对镁铝合金板替代钢板的研究从未停止过。针对铝合金材料特性及其成形性能也在不停地探索。上海赛科利为通用凯迪拉克轿车研制的铝合金前盖内外板模具，采用4道工序完成，具有工序少、模具可靠、产品质量稳定等特点，预计寿命可达100万次以上。

3.4 基于模、检、夹一体化的白车身解决方案是汽车模具发展的新方向

合格的汽车需要合格的车身，而不仅仅是合格的模具。为主机厂提供SE服务和基于模、检、夹一体化的白车身解决方案已成为模具企业的核心竞争力之一。本届展会上，一汽模具的模、检、夹一体化平台、天汽模具、东风模具的模、检、夹的研制实力都展现出了其在白车身一体化解决问题方面的能力。上海赛科利、成飞集成、普什模具、瑞鹄模具等也展现了各自的模、检、夹研发技术和白车身优化方案。

如何适应汽车的快速更新换代，缩短汽车覆盖件制造周期，降低汽车开发成本，已成为模具公司向主机厂提供的一项重要服务。烟台泰利科技等汽车模具公司在快速成形技术方面展现出了一定的实力，有效地缩短了研发周期。

3.5 近期重点模具企业的发展显示出的新动向

虽然本届展会展出的部分产品技术质量水平已达到或接近国际水平，但总体来说与欧、美、日等先进国家的水平还存在着一定的差距。虽然这个差距逐年地被缩小，但在研发和调试技术方面，国内企业还需不懈的努力和奋斗。汽车模具行业经过近几年的价格战，必将走向理性回归。提升技术实力，打造基于产业链的模具航母是模具企业赢得竞争的重要保障。

4 铸造模具

本届展会上，铸造模具参展企业明显减少，但宁波北仑地区的参展积极性依然高涨，在国内压铸模业界声誉很高的日资共立精机（大连）有限公司第一次登台亮相。在浙江北仑和象山的铸造模具展区，20多家展台摆满大大小小、形状各异的铝、镁合金精密铸造件，银光闪烁，品种几乎覆盖我国当前生产的高、低压铸造的产品，反映出该地区强大的铸造模具生产能力和先进制造水平，不愧为“中国压铸模具之乡”和“中国铸造模具之乡”。

我国对镁合金压铸型模具的研发相对于发达工业国家不算太迟，近年来为满足产品“轻量化”的需求，国家及不少企业在应用镁合金方面做了大量的投入和努力，收到了显著的效果，尤其是在大型和复杂模具方面有了飞跃的起步。

宁波北仑辉旺铸模实业有限公司展出的“路虎汽车仪表盘支架镁合金压铸模具”，其产品长度达1450 mm，模具重量达50 t，在42 000 kN压铸机上生产，是典型的特大型、复杂、精密的镁合金压铸模具。由于铸件尺寸大（1450 mm×455 mm×415 mm），形状复杂，壁薄，中间透空部位多，故成形困难，尺寸收缩变形难以控制。该模具一模两腔，要求两件铸件的尺寸稳定、一致，内部质量统一，在进料、尺寸收缩和成形平衡等方面都有很高的难度。该模具通过凝固模拟、模具温度场分析和产品应力分析，针对模具温度梯度大，采用了加热和冷却混合运用，确保模具各部分工作时温度的平衡；此外，模具镶块单块体积大，最重达5 t，厚薄比高达8：1，通过与热处理厂家共同针对超大件热处理的研究，取得了良好效果。总装时采用模拟热贴法辅助安装模具，避免模具使用中出现窜铝现象。该模具供欧洲厂家使用，是我国首次出口如此大型的镁合金压铸模具。

广州市型腔模具制造有限公司展出的用来生产通用汽车的“镁合金车门模具”，也是一套开发成功的镁合金模具。该制品（轿车镁合金车门）面积大（1203 mm×844 mm×172 mm），大部分壁厚2 mm，质量仅2.65 kg，是大件、薄壁的汽车镁合金零件。众所周知，大面积薄壁件达到理想的填充会较困难，设计模具时通过CAE流动分析，合理设计浇注、排气系统，结果成形理想。模具安装在40 000 kN压铸机上使用，为确保压铸机锁模力的要求，研发出了新型的动、定模辅助锁模机构，加强了锁模效果，产品成品率高。

宁波泖登模具有限公司展出的在32 000 N压铸机上使用的“汽车仪表盘架大型镁合金模具”及宁波勋辉电器有限公司展出的电动工具和汽车用小型精密镁合金零件，也给观众留下了深刻印象。

我国的大型复杂汽车铝合金零件压铸模的制造，虽然起步相对较迟，但其制造水平日趋成熟，大量的中、小型厂家已掌握其技术要点，这类模具已成为我国出口压铸模的主要部分。在此要特别提到汽车缸体压铸模具，其复杂程度、产品质量要求、制作难度在业界公认为最高档次的一类。在第十二届展会上首次亮相的轿车四缸缸体压铸模及第十三届展会上的V6六缸缸体压铸模，当时曾一度使人们眼前一亮。几年后的今天，在多个展台的显著位置上都能看到各款的缸体压铸件。

宁波君灵模具技术有限公司展出的“吉利帝豪4G18四缸缸体”压铸件，采用了二次部分挤压，避免产品出现渗漏，设计有水平抽拉倾斜芯轴装置，产品外观和内部质量较好。此外，宁波埃利特模具制造有限公司、宁波臻至机械有限公司、宁波北仑辉旺铸模实业有限公司、宁波合力模具科技股份有限公司、象山同家模具制造有限公司、广州市型腔模具制造有限公司、共立精机（大连）有限公司等都展出了各自成功批量制作的这类模具。目前，国内多个品牌（含部分中外合资品牌）的汽车“心脏”——缸体铸件来自国产模具，这很值得自豪和庆贺。可以预测，实现我国缸体压铸模的使用基本国产化的日子已为期不远。

另一个反映我国铸造模水平大幅提升的方面是：10年前，高端轿车的大型离合器、变速箱壳体、油底壳、转向器等模具大部分都从国外引进，如今大部分在运行的模具都是国内制造。例如：宁波埃利特模具制造有限公司的DFT630变速箱壳体、东安汽车4AT变速器壳体；宁波臻至机械有限公司的多款汽车转换器；广州市型腔模具制造有限公司的“潍柴H1铝合金滤清器本体”；宁波强盛机械模具有限公司的“NE840缸盖重力铸造模具”；宁波合力模具科技股份有限公司的重力铸造的大型铸件；宁波勋辉电器有限公司制造的小型精密汽车压铸件等。这些模具的制作水平与国外同类模具相比毫不逊色，部分还出口到发达国家。

近年来，国际上不断开发汽车结构件压铸件，用铝合金压铸件替代钢结构件，达到减少加工工序和轻量化的目的。这类产品对致密性、强度等指标的要求比一般压铸件高，内部质量要求更严格，生产过程中往往采用高真空度压铸，因而所需模具加工精度高，各零件的相互配合更讲究。目前，国内已有不少厂家开始关注和研究。如广州市型腔模具制造有限公司展出的通用汽车结构件，其零件形状特殊，壁厚仅1.2～1.3 mm，与冲压件相仿；另一件“轿车后桥副车架”压铸件是汽车上的A级安全件。宁波北仑辉旺铸模实业有限公司和宁波泖登模具有限公司的汽车仪表盘支架等都是近年新研发成功的汽车结构件项目。

与此同时，我们还应清晰地认识到：目前我国铸造模具和国外先进工业国家的制造水平相比有较大差距，模具的使用稳定性和可靠性还不尽如人意；大多依赖国外设计的先进结构和工艺，具有中国标签的核心技术和创新亮点不多，使技术谈判和进入产品设计前期同步开发的话语权显得底气不足；在偏重于向大型模具发展的同时，对市场需求巨大的精密中、小型铸造模的关注不够；国产热作钢质量有待进一步提高；大工件的热处理需要攻关；模具的智能化、自动化和使用的人性化还有很多课题值得深入探索。

5 快速经济模具与快速成形技术

快速经济模具是利用新材料、新技术、新工艺，在较短的时间内完成模具的加工制造，使模具能满足产品单件小批量生产，同时在精度上符合产品设计要求的一种先进的模具制造技术。我国快速经济模具技术的研究发展已有40余年的历史，其应用领域也随着我国工业发展逐步扩大。本次展会参展的快速经济模具并不多，但与快速经济模具相关联的快速原型技术、3D打印技术的参展商呈现增加趋势，也充分展示了当下先进制造技术的发展成果。目前我国快速模具在汽车覆盖件模具、塑胶模具等领域的应用发展较好，被广泛应用于新产品开发和小批量试制上，是各类产品更新换代必不可少的新产品研发试制的基础。

通过本次展会可看出，随着高新技术的迅猛发展，快速经济模具赋予了新的使命和全新内涵。快速经济模具制模材料和工艺也在不断创新和突破，与之配套的设备不断增加，服务领域不断拓宽。近年来，我国快速经济模具技术发展水平已接近国际先进水平，特别是在汽车行业快速发展的引领下，极大地促进了快速经济模具技术的发展，使我国的快速经济模具技术由原来服务于低档小批量生产，转向服务于高档轿车的新车型开发及各类产品的新品开发上。从本次展会参展的快速模具技术看，我国快速经济模具技术的开发研究基本分布在大专院校、科研院所及科技型高新技术企业。

从技术特点上看，快速经济模具技术的发展逐步突出了“快和精”，特别是CNC设备的广泛应用，3D打印技术逐步直接应用到模具的快速制造，改变了“快速原型”制造的理念，采用金属材料直接打印模具或模具零件，使快速经济模具的制造周期和精度大幅提高，也完全颠覆了原来快速经济模具的概念，“经济”不一定是模具便宜，而是通过先进的技术从“快和精”中体现“经济”。

烟台泰利汽车模具制造有限公司展出了薄板冲压系列快速模具技术。该公司的前身为烟台机械工艺研究所，专业从事模具技术研究，是我国最早从事快速经济模具技术研究的科研院所之一。该公司展出的基于低熔点合金快速成形模具技术，对于中小型模具采用了快速原型技术制造翻模模型，从而制造出高精度的模具型腔；展出的中熔点合金模具，采用了与CNC技术相结合，快速制造薄板冲压模具，以及在此基础上根据制件的不同采用半钢、半合金模具，既保证了快捷，又提高了模具寿命和精度。这些基于传统快速经济模具技术经工艺改造后，已广泛应用于汽车新车型开发车身覆盖件快速试制，为汽车主机厂新车型开发样车试制提供了技术保障。

华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室展示了快速成形与快速制模技术。该实验室是国家在材料成形、新材料和模具技术领域建设的国家重点实验室。围绕材料制备与成形领域的基本科学问题和学科前沿，开展应用基础研究和技术创新，是材料成形与模具技术领域科学研究、人才培养和学术交流的基地。该实验室快速成形与快速制模技术，主要研究激光与材料的相互作用机理，建立快速成形过程中零部件性能与精度的控制方法，形成材料、工艺、装备一体化的成套技术体系，解决大型复杂高性能零部件的快速整体成形制造。其选择性激光熔化技术（SLM）可成形任意复杂结构和接近100%致密度的金属零件或模具，材料利用率超过90%，已在航空航天、汽车、精密铸造等领域得到了长期稳定的应用。

上海光韵达三维科技有限公司是专业的3D打印技术应用解决方案提供商，该公司将3D打印与传统模具制造技术相结合，在高端注塑模具和压铸模具制造中，通过3D打印技术制造出模具复杂的随性冷却水路，使模具冷却效率大幅提升，从而提高生产效率和模具使用寿命。

3D Systems公司提供包括3D打印机、打印材料和云计算按需定制部件。Stratasys公司、德国EOS公司、马路科技顾问股份有限公司、实威国际（研威）股份有限公司、南京恒宇三维技术开发有限公司、杭州先临三维科技股份有限公司、普立得科技有限公司、上海福斐科技发展有限公司、磐纹科技（上海）有限公司、上海美唐机电科技有限公司等都展出了各类3D打印设备和技术。

此外，武汉团结点金激光科技有限公司展出了激光制造与再制造设备和技术，包括激光表面强化加工、激光熔覆加工、激光特种焊接加工、激光快速增材制造（3D打印）等。这些技术和服务都能很好地运用于模具的快速制造、表面强化处理及修复。

通过本次展会可看出快速模具技术是新材料、新工艺等先进制造技术的集合，目前研究开发快速制模技术的企业并不多，但金属3D打印技术的蓬勃发展，为快速模具制造增添了一个全新的途径。随着快速模具技术与快速成形技术的不断发展，将进一步促进模具先进制造技术的发展和进步。

6 智能化模具

智能化模具在本届展会中崭露端倪。具有感知、分析、决策和控制功能的模具，即为智能模具。中国模协“十二五”发展规划中明确提出了把“与模具直接关联的模具制品成形过程在线智能化控制技术”作为技术发展重点之一。鼓励利用信息化和现代控制技术，对模具制品成形过程中的相关工艺参数进行实时检测和在线智能化控制，以进一步提高模具制品的性能质量和成形效率，改善产品的可成形性，实现模具及模具成形的重大创新。在本届展会上已见成效。

广州市型腔模具制造有限公司与美国某汽车集团合作研发的镁合金车门压铸模具有在线智能感知和控制模温的功能。镁合金高压铸造成形是一种国内首次尝试的新型直接铸造成形车门框架工艺。用镁合金直接铸造成形车门框架属于汽车零件铸造行业中新兴的方向。镁合金车门压铸过程中，模具温度的监控是关键技术之一。该模具采用了新型温度控制系统，能根据铸件的实际变形情况，通过控制模具不同区域的温度实现控制铸件变形的目的。通过设置在镶块内部的18个热电偶探测模具温度，传输到模温机的控制单元中。当达到模温机上设定的温度值后，模温机就会对恒温油进行加热或冷却，直到热电偶探测到的温度与设置的温度一致，实现模具温度的精确可控。通过调整模具局部差异温度，控制铸件热变形量，防止产品出现较大变形。

青岛海尔模具有限公司参展的“钻石之光”系列大型双色面板注塑模具，采用了型腔压力智能化感知系统，以解决双色注塑过程中的质量监控难题。型腔压力的大小与制品的收缩有直接影响，压力太大，制品与前模形成高真空度，不易脱模；压力太小，制品的收缩太大，制品与前模形成间隙，在透明件旋转过程中易掉落，或造成内层塑料进入外层塑料收缩后产生的间隙中，形成质量问题。该模具在型腔的热流道浇口处及塑料的流动末端都设有压力传感器。通过采集料流进口端和终端的压力、时间数据，可建立整个流程中压力、时间的分布图，从而获得量化的监控数据。此外，为保证该新型模具注塑生产过程中的高效率、低成本，海尔模具还将自主研发多手臂机械手，并使其智能化、标准化，为模具的注塑生产提供保障。

宁波震裕科技股份有限公司参展的四列直流风扇（直条BLDC）电机铁芯高速冲压级进模，是一种典型的、具有模内质量和安全检测功能的、全自动冲压装配一体化的、有部分智能体现的自动化模具。该铁芯呈长条状，外形尺寸大，实现自动叠铆，易变形；凸凹模都采用镶拼结构，对配件互换性难度加大；缩紧块尺寸较大，易变形；冲压速度为每分钟280～320次；模具步距精度要求在0.005 mm内，零件精度±0.002 mm，因此要求模具具有超高的稳定性。该模具采用了电机铁芯叠铆液压辅助系统，定转子铁芯记数用通片凸模及转子平衡孔凸模均采用电磁铁控制，并采用了误送料检测、双废料检测、产品防叠死检测等多种安全保护装置。

四川省宜宾普什模具有限公司参展的新型32腔翻盖模内合盖注塑模具，是自动化模内装配的又一个成功实例。翻盖瓶盖广泛应用于食品、药品、日化用品等产品的包装，市场需求量非常大。但通常这类产品注塑后需增加合盖的工序，故生产效率较低。该模具运用信息化技术，增加了一套自动模内合盖系统，使产品注塑后在模具上直接完成合盖。该系统由前模三级顶出机构、机械手、电子检测结构、模具保护机构等组成。机械手和模具顶出动作的协调是控制翻盖轨迹的关键。机械手的动作通过感应开关提供信号给注塑机来控制，如果机械手出现故障将会自动停机。自动化、智能化设计使微米级精度及其一致性得到保证，模具的超高使用寿命也得以实现。

7 模具标准件

模具标准件是模具的基础构件，是模具的重要组成部分，对模具质量、交货周期、成本有很大的影响。伴随我国模具工业的发展和技术水平的提高，我国的模具标准件也经历着发展、壮大、调整的历程。从本届模具展览会展出的各类模具标准件展品和宣传资料看，展会特点明显，说明我国的模具标准件制造水平已有很大的提高，品种规格也较齐全，可满足我国模具工业的发展需要。

7.1 参展商多，布展面积大

据粗略统计，本届展会约有100多家模具标准件专业生产厂商参加了展览，参展面积明显增加，国内外著名公司，如德国Fibro、日本双叶（Futaba）及PUNCH工业（大连）有限公司、优德、北京世茂、北京永茂、武汉东风科尔、河北三达等，引起了与会客商和观众的关注。

7.2 参展模具标准件的品种多，规格齐全

随着我国模具工业的技术进步和水平的提高，模具的标准化程度逐年提高，模具标准件的需求旺盛，展品品种、型号、规格十分齐全，几乎涵盖了各大类模具所涉及的所有模具标准件。标准件的制造精度等级也越来越高，不仅有历届展出的导向类件、冲切类件、弹性元件、斜楔机构（侧冲）、翻边连杆机构、顶针、热流道等，而且展示了许多技术成熟的新产品，如：德国公司展出的可控氮气弹簧、氮气弹簧压力无线检测系统，日本公司展出的模具型腔压力传感器（顶杆型、纽扣型两种）为快速优化注塑成形提供了可能和有效的途径，武汉科尔、北京世茂公司为简化模具设计而开发的负角翻边斜楔机构，并将此类机构标准化、系列化，简化了模具设计、制造和调试过程。很值得一提的是，氮气弹簧自2006年第十一届中国国际模展展出3家自主品牌后，经过这几年的发展，本届展会上已有多家自主品牌的参展商，氮气弹簧的品种和规格更齐全，打破了前些年国外几家公司对氮气弹簧的垄断，氮气弹簧的价格逐年下降。目前已广泛使用于中高端模具上，简化了模具设计和调试，斜楔机构的复位也已多采用氮气弹簧，复位的力增强，可靠性增加。

汽车市场的变化也影响着模具和模具标准件。作为模具的基础构件，模具标准件承受着来自于模具厂家提高质量、提高使用寿命和降低成本的压力。侧冲机构已普遍采用实型铸造；铜导板采用铁基铜镍烧结技术；为了延长厚板冲裁冲头的使用寿命，刃口表面采用特殊涂层处理的已较多，这些都有力地推动了模具标准件制造技术的进步和质量水平的提高。

7.3 模具标准件生产行业新企业增多，专业化、专一化生产集群特征明显

随着我国模具制造的发展，汽车厂商对模具交货周期和降低生产维修成本有了更高的要求，模具的标准化程度进一步提高，模具标准件的市场巨大，有资金、技术实力的公司、个人不断地进入模具标准件的生产或供销领域。本届展览会上，出现了十多家新面孔的参展商，如北京永茂和天津众鑫全方位合作，共同应对市场，生产上分工协作，收效明显。另外，标准件生产正在向京津唐和沿海的长三角地区进一步集中，以浙江嘉善、余姚为代表的铜导向类标准件企业，品种齐全、性价比高，具有良好的市场竞争力。以模架、钢和铸铁导向件类、冲裁件类为代表的标准件多集中于浙江和广东地区，这些企业形成了多标准、多品种、多系列满足各类模具使用的标准件生产集群，在中低端模具标准件批量生产方面有较大的优势。

尽管我国的模具标准件能满足我国模具工业发展的需要，但行业也存在着一些问题值得关注：

（1）行业竞争十分激烈，新产品开发乏力。标准件行业的竞争，价格几乎透明，企业的利润空间很小，但企业开发新产品乏力，国内没有相对独立的专门研究机构对模具标准件的新结构、新材料、新理念开展研究、试生产、试应用，如高强度、厚板料冲压模具标准件，以及各类智能化成形模具的热感应器、压力传感器等。本届模展的模具标准件“精模奖”的申报项目明显少于往届，也说明了这一问题。

（2）考虑建立我国自己的模具标准件标准。我国模具标准件的生产主要依据国外各企业标准，亚洲的JIS标准、以北美为代表的NAAMS标准和以欧洲为代表的DIN标准，以及其他大型汽车公司、模具制造公司、标准件制造公司的标准。如何在采用国际标准及现行国内外企业标准的同时，逐步形成我国自己的行业或国家标准是需要思考的问题。

（3）培育和创建我国自己的模具标准件知名、高端品牌。出口或为外资、合资企业提供的模具，其标准件常常已被指定，大部分采用的是国外品牌和厂商生产的，较少选用国产品牌。除了没有我国自己的行业或国家标准原因外，没有国际知名、高端品牌也是一个重要的原因。因此，需努力培育和创建我国自己的知名、高端模具标准件品牌。

8 模具材料及热处理装备

本届展会吸引了国内外诸多模具材料参展商，相关企业超过60家，创历史新高。参展厂商涵盖了来自瑞典、德国、法国、日本等国的知名企业及国内多个省市、地区的优质模具钢材料供应商。此外，国内数十家真空高压气淬炉、离子氮化炉、PVD、表面处理等厂家也积极参展，纷纷展示了近几年研发出的新材料、新工艺，反映了目前国内外模具钢材料和热处理装备发展的最新进展。

8.1 热作模具钢

近年来材料开发较多的是日本几大龙头模具钢企业，提出了一些合金化的新思路、新概念。而欧洲的几大知名模具钢制造商，如：奥地利百禄、德国布鲁斯、德国霸士、意大利维罗纳钢厂、意大利鲁奇尼等仍以传统产品为主，主要的热作模具钢种仍然是1.2344、1.2343、1.2367、1.2714等，但其S、P含量尤其是S含量显著降低。瑞典一胜百筹备推出一种新型热锻模专用钢，近期会进行试用，其DIEVAR钢可做到400～500 mm厚。德国葛利兹推出特色产品1.2347（1.2344+S），相当于日本的DH2F，主要元素含量为0.38C-5.1Cr-1.3Mo-1V-0.09S，预硬至37～41 HRC，比1.2344的加工性能更好。日本大同近年来通过对已有钢种DH31-S的改进，结合了DHA系列的优点开发出新型高性能热作模具钢DH31-EX。DH31-EX为大同最佳推荐热作模具钢，是大同所有热作钢里综合性能最优的钢种，已吸引了全世界的关注，并于2011年北美压铸协会标准注册。DH31-EX高性能热作模具钢通过加入少量稀有金属来降低成本，具有优良的淬透性，同时对于大模块既能保证硬度又能获得更高韧性，这是传统热作模具钢所达不到的。该钢可通过预防裂纹的产生而提高模具使用寿命。由于其优良的淬透性，DH31-EX钢即使在没有先进的热处理设施或技能的国家生产，也比常规热作模具钢寿命更长。日本日立金属在DAC55的基础上又开发出高性能、低成本压铸模专用钢DAC-MAGIC，是该公司最佳推荐钢种，目前尚未公布成分，它具备以下优良特性：①高的高温强度和优良的抗热裂性能；②高韧性能阻止裂纹的扩展；③提高了应力腐蚀开裂抗力，通过冷却通道减少裂纹问题；④比传统SKD61改进型高韧性热作模具的机加工性能更优；⑤降低了制造周期和总成本。德国斯穆-碧根柏集团的主要产品依然为1.2343、1.2344、1.2367。具有特色的产品为E 38K（46～52 HRC），相当于瑞典DIEVAR，日本DAC55/DH31/KDA1 MAX，主要用于高温强韧性较高要求的中大型压铸模，其成分未公开。法国奥伯杜瓦公司推出超级压铸模用钢——SDC（Super Die Cast）/X35CrMoNiV5-2-2，相对于传统5%的Cr系热作模具钢，SDC在韧性、导热率、抗回火软化、抗热冲击性能等方面表现出极佳的平衡，因此是一种综合性能极佳的新型热作模具钢。

国内几大特钢企业的产品结构稳定，基本没有变化，但在新材料开发方面做了诸多尝试。如上海大学先进模具材料与表面处理团队已率先完成470～480 mm厚的DIVAR钢生产。在参展的国内模具钢制造商中，深圳市兆恒抚顺特钢有限公司在原有“压铸王”模具钢的基础上，推出了一种DT433的高性能压铸模具钢，质量水平相当于瑞典DIVAR和日本DAC55，模块最厚可达500 mm。

8.2 塑料模具钢

日本大同株式会社在NAK80的基础上推出了加工性能更好的NAK-PRM预硬型塑料模具钢，其抛光性、耐蚀性、强韧性皆高于NAK80，可适用于高镜面产品及液晶面板制造。此外，P20MOD系产品PX4/PAC5000，420MOD系产品S-STAR/D-STAR，4CrMo17系产品G-STAR等也在本次模展推出。

日本高周波钢业株式会社在本次模展重点推出了3款新型塑料模具钢：高硬度通用型塑料模具钢JHX、超镜面塑料模具钢光辉星GHX及上SKD11改NOGA高耐磨高韧性钢。其中，JHX属于预硬型通用塑料模具钢，GHX为420MOD型耐腐蚀型塑料模具钢，在其基础上提高了镜面抛光性能，抛光度可达14 000#。此外，高周波还推出了P20、P21系KPM30、KAP65、KAP88，H13改KDA1S、KAP90F。值得注意的是D2、H13等在国外已用于塑料模具生产，可见现在客户对塑料模具的硬度、耐磨性和韧性也有一定的要求。

日本日立株式会社今年推出了HPM-MAGIC型经济型低成本通用型塑料模具钢，其抛光性能、韧性、焊接性、切削加工性高于一般P21系易切削钢及P20Ni钢。日立还推出了耐腐蚀及易切削的CENA1，其切削性、抗腐蚀性超过以往的常用材料。

德国斯穆-壁根柏今年推出了P20系P20HH、SF-2050、SF2000LQ、FORMADUR2738/2311/2312及420系FORMADUR PH42 Supra/2083/2083 ESR/ 2316/2190不锈钢。

德国葛利兹主要推出了P20系XPM/XPM VICTORYESR、420系1.2083/VESR/VESR+N、CPM40/50系（CENA1）易切削耐腐蚀类产品及GEST 80（NAK80）系产品，其产品线和日系产品线近似，且一部分产品中特意提到了N的添加。

奥地利百禄模具钢材公司推出了M461（NAK80）、M315/M310ESR（420MOD）、M333、M340等常见产品及粉末不锈钢M390，冷作型精炼K600ESR（1.2767），K329高韧性钢此类非传统塑料模具用钢。同时，从调研情况看，大部分用户倾向于用高硬度及抛光性能的产品，随着加工能力的发展，这种需求可能会成为今后的一种趋势。

国内厂家主推的塑料模具钢产品仍为718、2738、P20等。目前国内厂家如江苏宏晟重工等已与上海大学先进模具材料及表面处理技术课题组合作开发出大截面、硬度均匀性极佳的超大型模块，但如何解决塑料模具钢材料的高抛光性问题仍是各企业的发展瓶颈。

8.3 冷作模具钢

国外模具钢厂家延续了近几年的产品系列，并不断推陈出新，将提高材料的耐磨性、组织均匀性、切削性能等作为开发重点。各大厂商均推出了改善材料莱氏体碳化物偏析的Cr8系模具钢材料。

日本日立金属株式会社在SLD系列冷作模具钢的基础上开发出了远远超出常用材SKD11特性的下一代冷作模具钢——高性能冷冲压模具钢SLD-MAGIC，通过添加Cu、S易切削元素等手段，改善其加工性能，同时降低了成本，缩短了供货期。与SKD11改良钢8%Cr钢（日立金属SLD8）相比，其耐磨性约提高35%，模具寿命大幅提高；表面处理膜（CVD等方法）的密着性约提高30%，可防止高强力钢的弯曲、拉伸等成形时产生的刮痕；热处理寸变约降低40%，形状的偏差也会改善；针对热处理和表面处理的尺寸变形量少，降低了修复时间；切削性约提高35%，基于提高加工效率，在模具制造上缩短加工时间。

日本大同特殊钢株式会社研制的长寿命冷作模具钢“DCMX”，其特点是拥有矩阵形式的组织。矩阵形式是指从金属组织中去除粗大的一次碳化物后的组织。由于粗大的一次碳化物是导致破损的起点，为有害成分，故在模具钢中尤其要减少。DCMX的各向同性比SKD11钢提高50%以上，在热处理时可轻松调整尺寸；最高硬度为62 HRC（SKD11钢为60℃）；韧性也提高了1倍，切削性提高了3倍。

日本高周波钢业株式会社开发出微细钢KD11Max，与SKD11耐磨性能、热处理变形、表面处理性能基本相当，而切削性能、抗疲劳性显著提高，因此，通过延长刀具寿命、提高加工效率，达到了降低成本的目的。此外，瑞典一胜百、奥地利百禄、法国埃赫曼等都推出了一系列粉末冶金冷作模具钢材料，可从根本上解决碳化物偏析问题，但由于其价格高昂，国内模具较少应用。

国内模具钢企业竞争加剧。在大型模块的生产方面，宝钢、东北特钢、江阴宏晟重工、广东金型重工等4家企业率先实现了大型模块的国产化。而湖北新冶钢、唐山志威等企业紧随其后。D2钢等国内用量较大的通用牌号模具钢生产中，国内企业已逐步占据了市场份额。其中，东北特钢DC53产量为国内最大。

8.4 热处理和表面处理设备

（1）真空气淬炉型号和规格已呈系列化发展，生产厂家繁多，能按客户需求进行定做。北京机电研究所推出的WZGQ系列真空高压气淬炉、北京华海中谊工业炉有限公司的GULER&HHZY真空热处理生产线、意大利吉埃菲真空气淬炉、西科沃克瑞泰克热处理设备SECO/WARWICK等各有特色。此类设备的发展动向主要是向大承载量、大的气淬压力、炉温更均匀和绿色环保方向发展。

（2）离子氮化炉设备生产厂家主要有：奥地利RUBIG公司，该公司采用独特的热壁技术，多区加热和冷却，温度均匀性好；武汉首发表面工程有限公司等生产的LDMC系列脉冲离子渗氮（氮化）设备，具有灭孤快、节能等优点，可有效地进行深孔、小孔、盲孔、窄缝的离子氮化处理，是LD离子渗氮（氮化）设备的换代产品。离子氮化炉的进口设备销售情况远不如国产设备，主要原因是两者价格相差太大，一般做离子氮化的厂家使用国产设备已基本能满足要求。此类设备的发展动向主要是向大脉冲电源功率、大承载量和炉温更均匀的方向发展。

（3）PVD设备目前主要还是依靠进口，原因是制造该设备的核心技术和部件还没有国产化。此类设备的发展动向主要是向大的承载量、靶材气氛更精确调控、炉温更均匀和工件温度能准确测定方向发展。中国科学研究院沈阳科学仪器股份有限公司开发了一种高能量密度的热蒸发系统，最大功率密度可达109 W/cm2，可广泛应用于航空、航天、制造等领域，实现薄膜与涂层制备、零部件表面改性。浙江汇锦梯尔镀层科技有限公司采用英国独家专利授权制造的封闭磁场非平衡磁控溅射离子镀系统，质量稳定，再现性、均匀性、附着力极佳。

（4）表面处理企业中规模较大的有：深圳和胜金属，主要涂层是TD处理，与日本TOCALO（株）合作，全套引进日本丰田TD处理技术和TBS技术；长沙特耐金属材料科技有限公司，该公司的TD技术已能用于各类高合金模具钢；涂冠科技的PVD涂层；艾瑞森涂层（PVD涂层）；日新电机，其主要涂层种类为PVD涂层。模具表面处理行业的发展动向主要是向低能耗、绿色环保方向发展，如真空表面处理技术近些年发展迅猛，而传统的有些高能耗污染化学热处理技术仍有相当市场（如TD处理），主要原因是该技术对某些模具材料的使用效果目前无法用其他技术替代。如何突破TD处理技术高能耗污染这个瓶颈是今后化学热处理研究工作者的一项历史使命。

从本届展会可看出，我国模具材料制造商的发展仍任重道远。一方面，国内企业对国内外关键工艺技术能在生产线上进行较好的控制，如高温均质化工艺、超细化处理工艺等，使生产出的热作模具钢具有与国外进口钢材同等甚至更好的综合使用性能；另一方面，国内主流模具钢生产企业还不能完全掌握或具备热作模具关键性能的评价体系，包括等向性能、球化退火组织、成分偏析、使用性能（如热熔损、热机械疲劳、热稳定性）、物理性能等，且产品稳定性较差，虽然企业都能掌握关键技术，但各企业掌握的情况参差不齐，导致产品质量相差很大。

随着模具日趋大型化，尤其是模具成形零件日趋大型化，为提高生产效率，一模多腔，大型模块钢需求量将逐年增加。模具的精度越来越高，要求钢材质量好、尺寸精度高、稳定性好；中高档模具钢的需求量不断增加，低档模具钢过剩。此外，随着模具标准件应用的日益广泛，模具标准化、商品化程度的提高，对模具钢产品质量、品种规格和交货周期将提出更高的要求。提供个性化生产和服务、生产大型精密模块成为各企业竞争的关键。因此，许多欧美企业纷纷打出“服务牌”，着重展示其在售后服务方面的特色，如德国霸士工模具钢公司就采取了小批量供货的服务，可针对客户的要求提供相应规格的产品，方便用户直接进行后续处理。国内企业也开始探索以用户的需求为主导，加强售后服务的新思路，如上海大学与轩燦模具合作建立了生产、销售、产品跟踪、售后服务一体化的新型模具钢营销平台。

随着模具工业及相关工业的发展需求，模具钢主要的发展趋势是通过化学成分和冶炼、热处理工艺的不断优化，提高其综合力学性能，向高性能和长寿命迈进。高合金模具钢逐步向高纯净度、高等向性、大截面、高品质方向发展；小截面低质量的模具钢已走入低价竞争的恶性循环，只有抢占高品质大截面的模具钢市场，生产高附加值的产品，才能获得竞争激烈的特钢市场中的一席之地。

为了达到上述目标，国内模具钢企业及研究机构可从以下几方面着眼：

（1）冶金质量控制。近几年，国内大型特钢企业对S、P、O等夹杂物的控制水平有了长足进步，达到甚至超过了进口材料的水平，但中小企业对夹杂物的控制问题仍大量存在。由于模具钢的性能要求高，杂质元素的存在对模具钢性能影响巨大，必须对其予以严格控制。

（2）对于模具材料研发者而言，首先，应针对模具使用用户，做好模具设计、失效与选材、热处理之间重要性的普及，因为很多模具使用客户盲目地选择一种万能的材料包打天下；其次，应针对不同服役工况的模具研发专用的模具材料，丰富我国模具材料品种，形成专有系列；再次，应建立我国模具材料的行业内控标准及评价体系，规范模具材料市场，避免一直依赖于国外标准或评价体系。

（3）重视表面处理对模具材料性能的提升作用。在冶炼、锻造、热处理等对模具性能提升达到极限以后，必须从表面处理工艺着手，使模具材料达到外层高硬度、高耐磨，心部韧性良好的性能组合，从而进一步提升模具性能。

9 模具CAD/CAE/CAM技术

本届国际模展，虽然参展的CAD/CAE/CAM的软件不多，但从所展出软件的种类和水平来看，模具技术的集成化、网络化和智能化的发展方向越来越明显。

英国Delcam公司参展的集成化系列软件横跨产品设计、模具设计质量检测和工业管理，集数字化先进设计、制造、检测、协同于一体，能为模具企业提供从设计、制造、测试到管理的全面解决方案，包括2～5轴高速加工CAM系统Power SHAPE、车铣复合和线切割CAM系统Feature CAM、质量在线检测系统Power INSPECT、逆向/正向混合设计系统Power SHAPE Pro、协同合作管理系统PS-Team和CAD数据接口模块Exchange。北京数码大方公司的CAXA软件的集成化程度也相当高，包括了工程设计、创新设计和工程绘图的各个方面，所开发的CAD、CAPP、CAM、PDM等软件产品形成了较完整的模具行业解决方案。华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室的数字化成形团队，在铸造液态成形模拟、塑料注射成形模拟和板料冲压成形模拟的理论和方法等方面进行了深入研究，开发出华铸CAE、华塑CAE和FASTAMP等3个国内知名软件，已在国内400多家单位使用。近年来，该团队在软件集成化方面又取得新成果。板料冲压成形模拟软件FASTAMP除独立运行的系统外，还集成到CATIA V5、PRO/E、SOLIDWORKS和NX的环境中，大大扩展了FASTAMP的应用领域和范围。华铸CAE也在模拟仿真的基础上自主开发了华铸CAD、华铸ERP、华铸FCS（炉料配比计算系统）和华铸PIS（铸造热物理参数反求系统），致力于模具企业数字化、信息化、可视化的完整解决方案。上海申模计算机系统集成公司依托上海交通大学模具CAD国家工程研究中心，提供C3P（CAD/CAM/CAE/PDM）技术为主的咨询服务，是美国SFTC公司金属塑性成形仿真软件DEFORM、西门子公司NX软件、美国DP公司ESPRIT CAM软件中国区的主要代理商。该公司的专业技术服务团队，能根据客户需求，提供从CAD、CAM、CAE、PDM等单一软件到C3P系统集成的高新技术服务。益模软件科技公司是一家专门从事模具、工装、非标等单件小批量生产企业信息化技术与应用的软件公司，可为单件小批量生产企业提供项目管理、生产管理、成本管理、PDM及CAD/CAM/CAE等系统的数字化产品及服务，包括项目管理、生产管理、成本管理、物料管理、自动化设计与编程、自动化加工、CAE、PDM、NX、CATIA设计编程二次开发等系列数字化产品和量身定制的服务。

软件工具的集成化只有在网络化的条件下才能发挥其最大功效。近年来涌现了许多网络化软件工具，为集成化和自动化提供了强有力的手段。北京数码大方公司推出的CAXA网络DNC2013软件便是一例。CAXA网络DNC是实现对车间生产设备进行联网通讯及管理的信息系统，能快速实现各类数控设备和传统设备的联网通信，并及时反馈设备工作状况、作业进度及加工质量，提高生产自动化水平和加工设备的综合利用率。

智能化是数字化的进一步发展。通过大力发展和广泛应用以数字化和智能化为核心的先进制造技术，有望实现制造业的革命性变化。国内外相关科研机构和公司都积极致力于新一代智能化软件、工艺和设备的研发工作。Delcam公司这次参展的Delcam FeatureCAM系统（2～5轴铣削、车铣复合和线切割）是基于特征、基于知识、使用自动特征识别技术的智能CAM系统，可使用户在很短时间、接受少量培训的情况下创建稳定可靠的刀具加工路径，显著地缩短编程时间。华中科技大学的数字化成形团队将塑料注射成形模拟技术、人工智能技术应用于塑料注射机的数字化和智能化，成功开发出具有自主知识产权的智能型塑料注射机，具有初始工艺参数自动设定、成形缺陷自动消除和生产过程自动优化的特点，已成功实现工程化并产生了显著的经济和社会效益。可以预期，随着集成化、网络化和智能化的进一步深化和发展，我国模具企业将在CAD/CAE/CAM应用方面取得更大的成绩，将企业自主创新的能力和高科技的应用提升到一个崭新的水平。

10 我国模具发展的问题与趋势

模具既是零部件制造的工艺装备，也是高新技术和时尚技术的载体。近年来，市场变化拉动了模具的变革，客户的需求除了继续提升模具水平外，部分已从模具需求变成以模具为核心的制造单元的需求，从对模具单一成形制造功能需求转为能完成成形、组装、焊接等多功能制造的模具需求，我国模具行业面临着前所未有的重大机遇与挑战。从第十五届中国国际模展及模具国家级新产品的评审推荐中可看出，我国模具技术的发展体现出以下一些发展趋势：

（1）模具已从基础工艺装备向信息化、智能化的集成制造单元方向发展，从单一功能的工艺装备向为客户提供一体化解决方案发展。近年来，客户对模具制件的需求已从单个零件转向多零件的组装，即要求提供由多个零件组装后的部件。如：宁波舜宇模具股份有限公司的E32汽车空调出风口双色结构的注塑模具，在一副模具内完成出风口的垂直叶片、连杆、固定杆3个产品的成形，并装配在一起，成为一个产品组件；还有常州展翔模具的伺服马达铰链铁芯级进模，除了具有自动送料、冲压成形、叠片计量、厚度分组、铁芯组合和产品输出等功能外，还能完成铰链装配连接，使产品能灵活旋转开闭，模具结构新颖、机构独特，为该类模具的国际前沿水平。最近，国际上又出现了模内激光焊接组装工艺，将冲压和激光焊接结合在一起，省去了单独的焊接和组装工艺。从类别上来分，未来模具的制造单元化和一体化有两种：一种是多个零件在一副模具内完成多道制造工序的模具制造单元；另一种是以模具为核心，组合其他设备组建成一种模具制造单元系统。

（2）模具的国际化是我国模具行业转型升级的重要途径。我国模具的进出口逐年增长，2013年进出口总额为71亿美元，比前年增长14.24%。当然，模具的国际化不单单指模具的进出口，而是指通过进出口使模具企业逐步实现市场、技术、同步开发及先进理念的国际化。产品行业的国际跨国公司往往引领着该产品和装备的市场需求，即掌握着模具最新的先进理念和需求。模具企业通过与跨国公司的市场和交流，能最先接触先进的思想和理念，带动模具企业内部的技术进步和产品创新，推动我国模具行业的转型升级。

（3）模具的智能化已成为模具行业发展的重要途径。经过几年的探索和技术发展，模具的智能化已越来越成为企业实现技术突破的关键，特别是在塑料模具和压铸模具行业，模具的温度智能控制、流量智能控制、冷却过程智能控制等技术的应用，使模具制品的质量和品质大为提升。本届展会出现了部分高水平智能模具，模具的智能化已成为模具行业发展的重要途径。从根本上说，模具智能化为模具向信息化、智能化的集成制造单元方向的发展提供了基础条件。

（4）新材料引发的新工艺给模具带来了新的机遇与挑战。新材料已成为我国发展制造业的先导产业，新材料必然导致新制造工艺的出现，而新工艺又必然要求新工艺装备。因此，模具行业的发展与新材料息息相关。如碳纤维复合材料的成形工艺技术及模具、轻质合金材料的成形工艺及模具、第三代高强钢成形及模具、三明治材料的成形及模具、硼钢板和镁合金热辅助冲压成形工艺技术及模具等。这些新材料新工艺引出的新型模具给模具行业带来了新的机遇与挑战，新型模具、新型装备和新的成形技术理论将给模具技术带来突破性发展。

（5）模具企业的制件生产是解决我国模具行业部分模具产能过剩的重要途径。目前，虽然我国很多高端模具还需要进口，但模具总体产能出现了部分过剩，特别是中低端模具价格因竞争激烈而偏离了市场规律，已经很大地影响到了模具企业和行业的发展。实际上，很多企业的发展已证明，模具企业在制件生产领域具有极大的技术优势，是推动模具企业快速发展的重要途径。如上海赛科利汽车模具有限公司采用了“以模带冲，以冲养模，模冲并举”的发展思路，生产汽车制件和组件，经济效益一路攀升，成为行业发展最快的企业。许多其他的模具公司，如宁波震裕、慈溪鸿达也已开始了电机制件的生产尝试。

（6）专业化模具企业集群是促进模具产业（园区）集群升级转型的重要方向。由模具的专业化企业集聚形成的模具专业化的产业集群给模具行业的发展又展现出一个亮丽的前景。目前我国已形成了很多个模具产业集聚区或园区，对模具行业的发展起到了重要作用；然而，如何进一步推进模具产业集群的升级转型，成为我国模具行业的重要支撑是模具行业发展所面临的重要问题。而专业化模具企业集群正是促进模具产业（园区）集群升级转型的一条重要途径。如浙江北仑的压铸模（铸模）专业化企业集群经过多年的发展，已形成了很好的专业化的技术和市场服务体系，成为我国压铸模具和压铸件生产的重要基地和风向标。

（7）模具的柔性化制造是重要的发展方向。产品的多样化催生了模具柔性化制造的快速发展，如汽车自主品牌的产品制造平台，一个平台搭载2～3种车型很常见。这就要求制造系统有更好的柔性，模具制造的适应性和柔性显得更重要。如何使模具更具柔性、适应市场发展是我们面临的新问题。

（8）专业化模具企业仍是模具技术的领跑者。本次展会一个明显的特征就是很多专业化模具企业，其模具技术水平与国际先进水平相当或接近国际先进水平，仍然是行业技术前沿的领跑者，模具企业的专业化发展显示出强大的推动力，实现了经济效益与技术进步的双丰收，成为模具行业的标杆企业，为模具制造单元化、一体化及制件生产的转型提供了良好的基础。

（9）大型级进冲模为企业降本提供了新途径。本次展会，大型级进冲压模具越来越多，特别是汽车零部件大型级进冲压模具呈现出爆发性发展，已成为汽车零部件生产企业降本的重要手段。如精力仁模具的汽车大型级进冲压模具可生产包括排气管道、汽缸盖等一大批汽车零部件；又如无锡微研展出的汽缸盖冷冲级进模、天津津兆展出的汽车座椅BRACKET级进模等。

核心竞争力是模具企业参与市场竞争的关键，智能化和专业化仍然是模具企业及产业集群技术发展的快速之路。我国模具行业如何快速提升、与国际接轨、适应当前我国先进制造业的结构转型和升级，是摆在所有模具企业面前的一个重要思考。只有顺应潮流，迅速形成企业专业化、智能化的技术核心竞争能力，才能在未来的市场竞争中脱颖而出，真正成为时代的弄潮儿。

TG76

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2014-08-22