自主創新高端沖壓模具智能化走俏未來

眾所周知，技能密集型的沖壓模具是近年來國內模具生產領域發展較為迅速的行業之一，已經逐漸呈現出高端、大型、精密復雜的發展態勢，成為推動我國成 為模具制造強國的重要力量。我國是制造業大國，其中模具產業是重要的一部分。行業雖然起步晚，但整體發展較快，規模也在不斷壯大。不過從世界市場看來，我 國模具行業整體還處于全球產業鏈分工的中、低端狀態，我國只有盡快改變這種狀態，才能在世界市場上占據一席之地，值得業內人士的廣泛關注。
　　1.自主創新智能化高端沖壓模具的發展前景
　
　據媒體報道，近些年，國內沖壓模具行業正在不斷追趕世界先進水平，不斷縮小與發達國家的技術差距，不少國產精密沖壓模具在主要性能上已經能夠和進口產品
媲美，行業總體水平顯著提高，不僅實現進口替代，還有相當一部分產出口到美國、日本等工業發達國家和地區。目前，我國精密沖壓模具正在積極走向國際舞臺，
參與國際競爭。價廉物美的中國沖壓模具在國際市場頗受歡迎，國產沖壓模具在我國的模具進出口總額中占據第二的重要位置。沖壓模具占模具進出口總額的百分比
分別為40.33%和25.12%，已經成為國際沖壓模具領域重要的出口國之一，國產沖壓模具已經具備了取代進口設備實力。
　　我國模具行
業以每年巨大的進出口總額被譽為全球制造大國，但由于技術人才等因素的制約，都相對集中在中低端領域，因而高端市場對國內模具企業而言，經濟誘惑力無疑是
巨大的。當前，我國模具產業仍大而不強。中低端產品以無法滿足市場的需求，而高端產品的技術積累不夠。國內模具業逐漸把注意力從原先的中低端市場轉向高端
模具市場。雖然短時間內高端模具還是會有大量進口，但國內模具的市場份額仍不斷增長。
　　隨著國家體制的變革，建材行業乘著改革的大潮發生
著全新的變化，偏重于技術性的沖壓模具行業也是變革中的獲利者。在逐步形成了高端、精密、大型的發展戰略的同時為我國在世界上的沖壓模具制造行業的大國奠
定了穩定的根基。沖壓模具行業往精密的路線發展，是我國在國際上作為沖壓模具制造行業制造大國的重要競爭力。
　　目前，國內的沖壓模具行業
發展的趨勢是比較明顯的。其特征主要是往大型、精密等產品發展從而使其成為行業的主流。雖然和發達國家還存在一定的差距，但是按照目前國內行業的發展趨
勢，今后幾年，國內沖壓模具行業必將實現趕超，成為推動國內模具行業發展的中堅力量，提升行業整體的技術水平。隨著技術含量的不斷提高和制造周期不斷的壓
縮，沖壓模具行業將逐步向數字化、信息化、自動化方向發展。
　　2.自主創新高端沖壓模具智能化發展總目標
　
　十二五期間，中國戰略性新興產業智能模具制造裝備發展總目標，是以發展智能化模具來帶動高效、精密、高性能模具總體水平的提高，以滿足"智能制造"配套
要求來帶動模具為戰略性新興產業服務總體水平的提高，使智能模具水平得到大幅提升，為我國模具行業到2020年步入世界模具強國奠定堅實的基礎。具體目標
為：以智能化模具為主要代表的高效、精密、高性能模具的水平，中長期目標是要達到國際先進水平，十二五期末首先要使智能化模具水平能基本滿足智能制造所
需。汽車零部件多工位自動化沖壓模具占其全部沖壓模具的比例從目前的10%左右提高到十二五期末的20%左右，進而達到30%左右的中長期目標；具有智能
功能的熱流道注塑模具占全部注塑模具的比例，從目前的20%左右提高到十二五期末的40%左右，進而達到60%左右的中長期目標。
　　以智
能化模具為主要代表的高效、精密、高性能模具占模具總量的比例，從目前的約35%，達到十二五期末的40%以上，進而達到50%以上的中長期目標。不斷縮
短模具生產周期、提高模具使用壽命和穩定性，首先達到十二五期末生產周期比現在縮短20%～30%，使用壽命比現在提高20%～30%，用模具制造精細化
來提高可靠性和穩定性。
　　十二五期末使生產高效、精密、高性能模具的企業基本實現CAD/CAM/CAE/PDM一體化，并有40%以上
企業基本實現信息化管理，不斷提高數字化、信息化水平。模具自動化生產是重要的發展方向，目前尚處于試驗實踐階段，到十二五期末爭取有5家以上的模具企業
可實現模具自動化生產，并在模具智能網絡化制造技術、管理方面有重大突破。
　　智能化沖壓模具創新工程主要內容集中在沖壓模具的智能化上，工程目標是迅速提升這類模具的智能化水平，通過模具的智能化控制來實現產品的智能化生產，從而大幅度提高產品的生產效率和產品質量，以適應為戰略性新興產業服務，尤其是要適應智能制造的需要。
　
　為使模具裝備適應戰略性新興產業的發展，相關部門有必要組織實施智能化模具產業化工程項目來推進智能化模具的發展。智能化模具產業化工程主要是以一些技
術先進、實力雄厚、具有發展潛力的重點骨干企業為依托，以產、學、研、用相結合的方式，將智能化模具方面的創新成果應用于實際產品之中進行研發，并通過企
業技術改造來實現智能模具的產業化，進一步提升企業的核心競爭力，完成好為戰略性新興產業發展配套服務的重大任務。
　　3.高端技術成為改造傳統沖壓模具生產方式的關鍵技術
　
　沖壓模具是沖壓生產必不可少的工藝裝備，是技術密集型產品。沖壓件的質量、生產效率以及生產成本等，與模具設計和制造有直接關系。模具設計與制造技術水
平的高低，是衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志之一，在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發能力。模具制造技術現代化是模具工業發展的
基礎。隨著科學技術的發展，計算機技術、信息技術、自動化技術等先進技術正不斷向傳統制造技術滲透、交叉、融合，對其實施改造，形成先進制造技術。
　
　計算機技術、機械設計與制造技術的迅速發展和有機結合，形成了計算機輔助設計與計算機輔助制造(CAD/CAM)這一新型技術。CAD/CAM是改造傳
統模具生產方式的關鍵技術，是一項高科技、高效益的系統工程，它以計算機軟件的形式為用戶提供一種有效的輔助工具，使工程技術人員能借助計算機對產品、模
具結構、成形工藝、數控加工及成本等進行設計和優化。模具CAD/CAM能顯著縮短模具設計及制造周期、降低生產成本、提高產品質量已成為人們的共識。隨
著功能強大的專業軟件和高效集成制造設備的出現，以三維造型為基礎、基于并行工程(CE)的模具CAD/CAM技術正成為發展方向，它能實現面向制造和裝
配的設計，實現成形過程的模擬和數控加工過程的仿真，使設計、制造一體化。快速經濟制模技術為了適應工業生產中多品種、小批量生產的需要，加快模具的制造
速度，降低模具生產成本，開發和應用快速經濟制模技術越來越受到人們的重視。
　　CAD/CAM是改造傳統模具生產方式的關鍵技術，是一項
高科技、高效益的系統工程，它以計算機軟件的形式為用戶提供一種有效的輔助工具，使工程技術人員能借助計算機對產品、模具結構、成形工藝、數控加工及成本
等進行設計和優化。隨著國民經濟的高速發展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來模具工業一直以15%左右的增長速度快速發展，模具工業企業的所有制成分
也發生了巨大變化，除國有專業模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發展。以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發。經過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻。
　
　快速經濟制模技術主要有低熔點合金制模技術、鋅基合金制模技術、環氧樹脂制模技術、噴涂成形制模技術、疊層鋼板制模技術等。應用快速經濟制模技術制造模
具，能簡化模具制造工藝、縮短制造周期、降低模具生產成本，在工業生產中取得了顯著的經濟效益。對提高新產品的開發速度，促進生產的發展有著非常重要的作
用。
　　4.自主創新高端沖壓模具智能化成就未來
　　隨著經濟的發展，工業領域各分支中智能化趨勢已經逐漸普及化，未來沖壓模具技術的發展應該為適應模具產品"交貨期短"、"精度高"、"質量好"、"價格低"的要求服務。
　
　隨著微機軟件的發展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術的條件已基本成熟，各企業將加大CAD/CAM技術培訓和技術服務的力度；進一步擴大CAE
技術的應用范圍。計算機和網絡的發展正使CAD/CAM/CAE技術跨地區、跨企業、跨院所地在整個行業中推廣成為可能，實現技術資源的重新整合，使虛擬
制造成為可能。
　　國外近年來發展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊具有溫升低、熱變形小等優點。高速銑削加工技術的發展，對大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發展。
　
　高速掃描機和模具掃描系統提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統，可快速安裝在
已有的數控銑床及加工中心上，實現快速數據采集、自動生成各種不同數控系統的加工程序、不同格式的CAD數據用于模具制造業。模具掃描系統已得到成功應
用，相信在今后幾年將發揮更大的作用。
　　電火花銑削加工技術也稱為電火花創成加工技術，這是一種替代傳統的用成型電極加工型腔的新技術，它是有高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發展。
　
　我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發達國家一般為80%左右。選用優質鋼材和應用相應的表面處
理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發揮模具鋼材料性能的關鍵環節。模具熱處理的發展方向是采用真空熱處理。模具表面
處理除完善應發展工藝先進的氣相沉積、等離子噴涂等技術。模具自動加工系統的發展是我國長遠發展的目標。模具自動加工系統應有多臺機床合理組合；配有隨行
定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數控庫；有完整的數控柔性同步系統；有質量監測控制系統。
　　模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀質量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現有手工操作，以提高模具表面質量是重要的發展趨勢。
　　5.結束語
　
　總的來說，我國模具行業近幾年來雖然取得了較大的進步，但仍然存在著許多問題。比如，模具產業結構不合理的現象仍然存在。隨著科技的發展，智能化概念已
滲透到各行各業，在工業生產中智能化更是不可缺少的，智能模具是在現代科技力量的推動下出生的，智能模具是發展現代化制造的必要條件，因此智能模具的需求
會隨著行業的發展越來越大，市場決定生產，智能模具是未來的需求之最，當然也會成為模具行業的發展方向。發展智能模具，不僅是制造業對模具行業提出的新要
求，同時它也是模具行業進一步發展的推動力量，因此，它必將成為未來模具行業的發展方向。我國模具要想突出在國際模具市場上的比較優勢，必須走向大型化、
數字智能化及生態節能化的道路，生產模具高端化已經成為行業尋求新發展的必須走之路。