■ 中国工业报记者 张楠
模具凭借其精湛的工艺和精准的制造能力,将设计师的创意转化为实实在在的产品,为工业发展注入了源源不断的活力。在制造业领域,模具的身影无处不在。从日用消费到航空航天,从汽车引擎的精密部件到医疗耗材的关键组件,从智能手机壳体到新能源装备核心零件……无一不是依赖模具加工成形。
根据中国模具工业协会(以下简称“中国模协”)数据,2024年,中国模具产值3633亿元人民币,支撑了中国36万亿元的产品成形制造。“中国模具行业已成为世界模具舞台不可或缺的重要角色。中国模具行业凭借其在产能、供应链、性价比以及产业工人方面的显著优势,在国际市场上的地位难以撼动。不过也应认识到,在部分特殊光学加工、显微或超显微加工等微小领域,由于加工工艺和环境的特殊要求,中国与世界先进水平仍存在一定差距。但是,国家一直在推动相关领域的技术进步,未来中国模具行业有望在更多领域实现突破。”中国模协常务副会长兼秘书长秦珂在接受中国工业报记者专访时如是表示。
中国模具工业协会常务副会长兼秘书长秦珂(右一)接受中国工业报记者专访。
产业链“双向延伸”支撑中国制造
随着我国制造业的迅猛发展,模具行业正与上下游产业深度融合发展。
2023年,工业母机被定义为贯通减材、等材和增材制造的装备产业,模具凭借搭载在压铸机、注塑机等成型设备上,实现控型控性、塑造成形制品形状与提升成形效率的母体属性,成为工业母机不可分割的一部分,获得崭新定位。
中国模协数据显示,2024年,中国模具产值3633亿元人民币,支撑了中国36万亿元的产品成形制造;中国模具出口总额超过了87亿美元,增长逾4.8%,在国际市场占比份额基本面稳固;模具进口总额10亿美元,同比持平,中国模具自给能力进一步增强。
秦珂表示,中国是世界模具消费第一大国,汽车、家电等产业规模庞大,带动了模具消费的持续增长。中国模具行业产值虽看似不高,但对中国制造的支撑作用巨大。模具不仅应用于金属成形领域,在非金属材料如工程塑料、橡胶、陶瓷等的加工中也发挥着关键作用,对中国制造的支撑无处不在。
模具产业作为全球规模最大的横向产业,广泛服务于每一个主要的垂直工业制造领域。随着我国制造业的迅猛发展,模具行业正与上下游产业深度融合发展。在模具下游产业延伸方面,呈现出上延与下延并进的态势。上延领域,模具产业不再局限于传统的模具造型设计、结构设计,而是进一步介入产品的外观设计、造型设计等环节。下延方面,模具企业逐渐转型为零部件制造商,深度融入终端产业。通过这种方式,模具企业能够更直接地了解终端市场需求,优化生产流程,提高产品质量与交付效率,实现产业链上下游的无缝对接。
“如今,模具已演变为工程的一部分,参与到项目从产品设计概念阶段开始的全过程。”秦珂说道。
在产业链延伸方面,众多模具企业不再局限于模具制造,而是向下游拓展。秦珂举例说,“像压铸企业宁波旭升集团,从压铸模具生产转变为压铸企业;一汽模具原本只做模具,如今其汽车零部件焊装线也是由模具业务派生而来,产业链延伸能力强大。”
数字化“基因”驱动产业创新发展
模具企业的数字化能力不断提升的同时,在新技术、新材料的运用上愈发成熟和普遍。
模具行业普遍性特征显著外,其与生俱来的数字化基因始终贯穿其中,并不断进阶。
从接单环节起,模具企业接收的便是数字模型。在整个业务流程中,从设计、模拟分析到制造,再到装配与交付,数字化贯穿始终。秦珂进一步解释道,与其他行业交付产品不同,模具企业实行“双交付”,既要交付模具,还要交付成型工艺数模。这种高度数字化能力,决定了模具企业的开发能力、制造效率以及制造成本控制水平。
模具企业的数字化能力不断提升的同时,在新技术、新材料的运用上愈发成熟和普遍。
实际上,模具行业与众多前沿领域紧密相连,在能源等关键领域发挥着不可或缺的作用。秦珂以核能领域为例介绍道,核反应堆中铀235的固定依赖于锆材格架。锆材作为惰性元素,其格架需通过冲压工艺制造,以实现对铀235的稳定支撑,防止泄露。这就要求格架模具具备极高的精度,确保无缝隙,以延长核反应堆的使用寿命,减少格架更换频率。而这些锆材格架正是通过模具冲压成形,充分体现了模具在新材料成型中的关键作用。
事实上,无论是在核能领域,还是家电、汽车等与生活息息相关的产品制造,模具都是实现零件成形最经济的方式。在批量生产阶段,模具成形方法更是不可或缺。
除了新材料,新技术在模具行业的运用同样令人瞩目,其中3D打印技术尤为突出。在塑料膜制造中,3D打印技术发挥了巨大作用。为了实现塑料在模具中的均匀流动和快速冷却,需要布置随行水冷通道。这种随形且难以通过切削加工实现的水冷通道,正是3D打印技术的优势所在。通过3D打印,将打印的零件直接嵌入模具,形成随行水冷通道,大大提高了塑料腊的生产效率和质量。
此外,在一体化浇筑的浇口套制造以及复杂砂型制造中,3D打印技术也因其能实现特殊结构而备受青睐。
集聚发展成势赋能区域经济腾飞
我国模具产业集群发展历经40年,成果显著。
深度融入终端产业需求,中国模具行业正以“提质增效”为核心,不断推动汽车、家电、航空航天等领域新材料成形与新工艺替代。行业自身在产业集群发展及标准体系建设领域更展现出强劲动力。
我国模具产业集群发展历经40年,成果显著。早期,长三角、珠三角成为主要产业集群地,随后河北泊头、川渝地区以及湖南、湖北的武汉、长沙等地也形成了明显集群效应。一个县级市可能就有几百家模具企业,由模具延伸出的零件产业遍地开花,产业链结构清晰。
“近年来,一些过去经济欠发达地区也开始重视模具制造产业。例如,贵州贵阳、江西九江修水、浙江湖州等地,产业聚集力逐渐显现。安徽因新能源汽车产业发展,吸引了众多模具第二工厂,产业集聚效应明显。模具产业以中小企业为主,适合聚集发展,以保障供应链。去年,工信部提出“东西共济”的产业转移方向,广东、浙江等经济发达地区的企业开始向内陆地区辐射,如包头等地,形成了新的产业态势。这种集聚区的发展是顺应模具产业特点的顺势而为。”秦珂补充说道。
在标准体系建设方面,秦珂指出,标准涵盖了流程管控、评价、安全、数字化能力、自动化能力等多个方面,需要通过规范化要素进行锁定,以形成生产力。
据秦珂介绍,中国模协在标准化工作上取得了一定成绩。中国模协的标准属于团体标准,遵循国标委的架构。与国家主导的通用型国标、行标相比,协会的标准更高,其定位是创新引领,这样才能起到引领带动作用。中国模协的标准体系涵盖了创新能力、能力评价、检测、国际化、培训、教育等八大方面。
特别值得一提的是中国模协的能力评价标准。协会不仅有重点骨干企业评价标准,还有出口企业评价标准、模具钢供应能力评价标准等。秦珂举例,特别是车身覆盖件模具的能力评价标准具有重要影响力。2021年,该标准出台,之后受到行业的高度关注。众多车厂在招标时,将中国模协的标准作为门槛,只有双A企业才能参与A类招标,未达到双A标准的企业只能参与B类招标。这充分体现了中国模协标准的市场化运用,已被行业广泛采用。
轻量化、智能化引领行业启新篇
随着“十五五”规划的逐步推进,模具行业将开启新的发展篇章,在高端制造、特殊领域应用以及智能制造等方面展现出巨大潜力。
如今,在制造业不断升级变革背景下,模具行业作为关键支撑领域,其轻量化、一体化、智能化的新发展路径愈加清晰。随着“十五五”规划的逐步推进,模具行业将开启新的发展篇章,在高端制造、特殊领域应用以及智能制造等方面展现出巨大潜力。
轻量化与一体化正成为推动模具行业发展的关键力量。在汽车领域,汽车仪表盘过去由多个冲压件焊接而成,如今采用压铸件一体成型,不仅减少了零部件数量,还降低了组装成本和误差;电动车的电机、电控、电驱三电一体化,同样通过模具一体化制造,将原本分散的部件整合在一起,简化了生产流程;此外,汽车地板和电池壳的一体化设计也在逐步探索中,尽管目前应用相对较少,但这一思路代表了未来的发展方向。
一体化制造不仅提高了生产效率,还推动了轻量化产品的普及。轻量化产品有助于降低能源消耗、提高产品性能,在汽车、航空航天、船舶、精密元件等领域具有重要意义。一些高端应用领域对模具的特殊材料成形能力、模夹一体化能力等提出了更高要求,推动了模具行业技术的不断进步。
智能模具通过搭载传感器,实现自我反馈和自我决断,在成型过程中进行智能控制。其在生产中的应用不仅提高了产品质量和生产效率,还为模具制造的智能化提供了新的思路。秦珂推测,未来,AI技术有望在模具制造的前期模拟、装配等环节发挥更大作用,通过学习实现更多的智能化手段。
秦珂透露,目前,针对“十五五”规划,中国模协已发出三轮通知,各方开始征集核心零部件突破、功能部件开发、成形共性技术研究、核心装备研发以及新材料开发等方面的意见和建议。
模具行业在“十五五”期间的发展将涵盖多个维度。在集聚区发展方面,大湾区等地区的一体化发展将成为重点考虑内容。通过整合资源、优化产业布局,提高集聚区的竞争力和创新能力。同时,模具行业还将加强与上下游产业的协同发展,形成更加完善的产业链体系。
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