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國(guó)內(nèi)外壓鑄鑄造模具產(chǎn)業(yè)總體情況點(diǎn)評(píng)
? ? ? ?目前,日本的模具制造技術(shù)仍處于世界領(lǐng)先地位。據(jù)日本通產(chǎn)省工業(yè)統(tǒng)計(jì),日本共有模具生產(chǎn)廠約10000家,其中20人以下的占91%以上,即日本模具業(yè)以中小企業(yè)為主,主要靠專業(yè)化分工,完成高質(zhì)量的模具設(shè)計(jì)、加工。由于日本的專業(yè)化分工做得好,中小模具企業(yè)的整體制造水平高,使“日本制造”的模具成為一種品牌、優(yōu)質(zhì)的象征。近年來(lái),日本壓鑄、鑄造模具增長(zhǎng)明顯。國(guó)際模協(xié)秘書(shū)長(zhǎng)羅百輝指出,目前日本模具面臨五大課題——縮短交貨期、降低制造成本、提高模具質(zhì)量和精度、勞動(dòng)力不足以及迎接亞洲各國(guó)的挑戰(zhàn)。針對(duì)此況,日本許多模具及下游企業(yè)積極向中國(guó)轉(zhuǎn)移。如:豐田汽車(chē)投資5.84億美元在長(zhǎng)春建設(shè)年產(chǎn)10萬(wàn)輛的中國(guó)第四工廠。
2)美國(guó)模具工業(yè)
美國(guó)現(xiàn)有約7000家模具企業(yè),90%以上為少于50人的小型企業(yè)。由于工業(yè)化的高度發(fā)展,美國(guó)模具業(yè)早已成為成熟的高技術(shù)產(chǎn)業(yè),處于世界前列。美國(guó)模具鋼已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)供應(yīng),模具設(shè)計(jì)制造普遍應(yīng)用CAD/CAE/ CAM 技術(shù),加工工藝、檢驗(yàn)檢測(cè)配套了先進(jìn)設(shè)備,大型、復(fù)雜、精密、長(zhǎng)壽命、高性能模具的發(fā)展達(dá)到領(lǐng)先水平。
但自上世紀(jì)90年代以來(lái)美國(guó)經(jīng)濟(jì)面臨后工業(yè)化時(shí)代的大調(diào)整、大變革,也面對(duì)強(qiáng)大的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)——來(lái)自成本壓力、時(shí)間壓力和競(jìng)爭(zhēng)壓力,不得不向中國(guó)轉(zhuǎn)移。例如,美國(guó)國(guó)內(nèi)壓鑄企業(yè)數(shù)量逐年遞減,但壓鑄件的需求量并未下降,尤其是汽車(chē)工業(yè)的需求反而有所增加。為滿足此需求,該國(guó)或通過(guò)在海外設(shè)廠生產(chǎn)壓鑄件,或是向海外采購(gòu),其地域目標(biāo)則主要集中在東南亞一帶。繼2008年9月通用汽車(chē)公司投資2.5億美元建設(shè)通用汽車(chē)中國(guó)園區(qū)及技術(shù)科研中心以后,福特汽車(chē)明確表明在中國(guó)市場(chǎng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略規(guī)劃不變,克萊斯勒積極尋求在中國(guó)建立長(zhǎng)期、穩(wěn)定的合作伙伴關(guān)系。國(guó)內(nèi)媒體也有相關(guān)報(bào)導(dǎo),提及海外采購(gòu)方要從中國(guó)購(gòu)入汽車(chē)零部件,金額從數(shù)億至幾十億美元不等。國(guó)際模協(xié)秘書(shū)長(zhǎng)羅百輝認(rèn)為,這一全球范圍的舉動(dòng),必然為壓鑄工業(yè)提供更大的市場(chǎng)空間。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)鋁合金輪轂供應(yīng)約占美國(guó)市場(chǎng)的40%,我國(guó)“十二五”計(jì)劃末汽車(chē)鋁合金輪轂的生產(chǎn)和出口均呈加速增長(zhǎng)之勢(shì)。
3)德國(guó)模具業(yè)
德國(guó)一向以精湛的加工技藝和出產(chǎn)精密機(jī)械、工具而著稱,其模具業(yè)也充分體現(xiàn)了這一特點(diǎn)。對(duì)于模具這個(gè)內(nèi)涵復(fù)雜的工業(yè)領(lǐng)域,經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐探索,德國(guó)模具制造廠商形成了一個(gè)共識(shí):即全行業(yè)必須協(xié)調(diào)一致,群策群力,挖掘開(kāi)發(fā)潛力,共同發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新精神,共同技術(shù)進(jìn)步,取長(zhǎng)補(bǔ)短,發(fā)揮好整體優(yōu)勢(shì),才能取得行業(yè)的成功。此外,為適應(yīng)當(dāng)今新產(chǎn)品快速發(fā)展的需求,在德國(guó)不僅大公司建立了新的開(kāi)發(fā)中心,而且許多中小企業(yè)也都這樣做,主動(dòng)為客戶做研發(fā)工作。在研究方面德國(guó)始終十分活躍,成為其在國(guó)際市場(chǎng)上保持不敗的重要基礎(chǔ)。在激烈競(jìng)爭(zhēng)中,德國(guó)模具行業(yè)多年保持住了在國(guó)際市場(chǎng)中的強(qiáng)勢(shì)地位,出口率一直穩(wěn)定在33%左右。
據(jù)德國(guó)工、模具行業(yè)組織——德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)(VDMA)工模具協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),德國(guó)有模具企業(yè)約5000家,2003年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中(VDMA)會(huì)員模具企業(yè)有90家,這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國(guó)模具產(chǎn)值的90%,他們大部分在華設(shè)有基地。德國(guó)采埃孚集團(tuán)與中國(guó)客車(chē)制造商宇通汽車(chē)簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,相繼又與兩家主流的中國(guó)商用車(chē)企業(yè)建立戰(zhàn)略聯(lián)盟。德國(guó)另一家零部件巨頭大陸集團(tuán),與中國(guó)重汽集團(tuán)簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議。
我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)總體情況
自1997年以來(lái),國(guó)家相繼把模具及其加工技術(shù)和設(shè)備列入了《當(dāng)前國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》和《鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)目錄》,并對(duì)部分重點(diǎn)專業(yè)模具廠實(shí)行增值稅返還的優(yōu)惠政策;1999年國(guó)家又把有關(guān)模具技術(shù)和產(chǎn)品列入國(guó)家計(jì)委和科學(xué)技術(shù)部發(fā)布的《當(dāng)前國(guó)家優(yōu)先發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南(目錄)》。以上措施均有力推動(dòng)了我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。
1)模具產(chǎn)業(yè)總額迅速增長(zhǎng)
2005年我國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值已躍居世界第三位,達(dá)到610億元,2010年模具工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到了1120億。我國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值(年均增長(zhǎng)率在16%以上)、企業(yè)數(shù)量、職工人數(shù)、全員勞動(dòng)生產(chǎn)率均呈逐年遞增趨勢(shì)。
2)進(jìn)出口比例漸趨合理,但仍是世界上模具年凈進(jìn)口量較大的國(guó)家。
我國(guó)模具產(chǎn)品進(jìn)口額的增幅在逐年下降,出口額在逐年遞增,進(jìn)出口之比由1999年的6.6:1降到2006年的2:1。出口模具仍以中低檔為主,而進(jìn)口模具以中高檔為主,主要缺口集中于精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命等技術(shù)含量高的模具。
3)技術(shù)水平不斷提高,但與國(guó)外相比仍有較大差距。
“十一五”期間,中國(guó)模具技術(shù)得到了快速發(fā)展。在大型精密復(fù)雜壓鑄模方面,國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)自動(dòng)扶梯整體踏板壓鑄模及汽車(chē)后橋齒輪箱壓鑄模。但與國(guó)外相比仍有較大差距,我國(guó)制造業(yè)急需的精密、復(fù)雜熱沖壓模具和轎車(chē)模具、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體模具、變速箱模具等,仍然大量依靠進(jìn)口。
壓鑄行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)
壓鑄業(yè)是汽車(chē)工業(yè)的重要支撐工業(yè)之一,一直以來(lái)與汽車(chē)的發(fā)展密切相關(guān)。近年來(lái)汽車(chē)業(yè)的迅猛發(fā)展帶動(dòng)了壓鑄市場(chǎng)的急遽擴(kuò)大,并賦予其廣闊的發(fā)展前景。而今,隨汽車(chē)制造技術(shù)的發(fā)展,壓鑄件也面臨新的技術(shù)挑戰(zhàn),壓鑄行業(yè)結(jié)構(gòu)正發(fā)生巨大變化。
壓鑄件的應(yīng)用范圍很廣,涉及到相當(dāng)多的產(chǎn)品領(lǐng)域和工業(yè)門(mén)類。而在所有這些應(yīng)用中,若以數(shù)量之大、品種之多、要求之嚴(yán)、品質(zhì)之高以及金屬材料用量之大等多方面綜合而論,則應(yīng)首推汽車(chē)工業(yè)。國(guó)際模協(xié)秘書(shū)長(zhǎng)羅百輝表示,長(zhǎng)期以來(lái),汽車(chē)工業(yè)穩(wěn)居壓鑄工業(yè)的最大市場(chǎng),近年來(lái)我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展也不斷拉動(dòng)壓鑄工業(yè)進(jìn)入一個(gè)全新發(fā)展期。
壓鑄件在汽車(chē)中的應(yīng)用與時(shí)俱進(jìn)。自20世紀(jì)末起至21世紀(jì)初期,壓鑄件總量中供向汽車(chē)工車(chē)部分的占比約在48~80%之間。例如:澳大利亞占80%、日本占79%、西班牙65%、中國(guó)64.5%(含汽車(chē)和摩托車(chē))、德國(guó)61%、印度60%、加拿大49%、美國(guó)48%。而據(jù)近年的報(bào)道,美國(guó)的這一比例已上升至75%左右。汽車(chē)工業(yè)采用壓鑄件有如此巨大的份額,足見(jiàn)其在壓鑄工業(yè)中的重要地位。就中國(guó)而言,近年來(lái)這一比例則保持在65~75%之間(含汽車(chē)、摩托車(chē)等交通工具),單就汽車(chē)部分來(lái)看,這一比例還顯示出逐年大幅度上升的態(tài)勢(shì)。
至于壓鑄件在每輛汽車(chē)中的用量,以美國(guó)為例,20世紀(jì)80年代初,通常每輛轎車(chē)整車(chē)重量平均(因車(chē)種不同)在1315~1542KG的范圍,此后則逐年遞減。若以每輛轎車(chē)中鋁合金鑄件的用量來(lái)說(shuō),則是逐步增加,1980年平均每輛車(chē)34KG,1990年68KG,到2000年增至111.3KG,2009年達(dá)到157KG,其中鋁合金壓鑄件則占到全部鋁鑄件的65%以上。
此外,汽車(chē)上除了鋁合金壓鑄件以外,還采用了鋅合金、鎂合金和銅合金壓鑄件,由此,每輛汽車(chē)中壓鑄件的用量可想而知,壓鑄工業(yè)與汽車(chē)工業(yè)息息相關(guān)。
回顧世界汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展史,在各種零部件的設(shè)計(jì)和應(yīng)用過(guò)程中,非常重視對(duì)壓鑄零件的采用,尤其是復(fù)雜、大型、重要的零件,通常都列為重大研究課題。這不僅說(shuō)明了壓鑄工業(yè)在這方面的不可替代性,同時(shí)也凸顯出,壓鑄工業(yè)的發(fā)展在很大程度上是以汽車(chē)工業(yè)為依托的。換言之,壓鑄工業(yè)是汽車(chē)工業(yè)的重要支撐工業(yè)之一。
當(dāng)今,人們對(duì)汽車(chē)的要求越來(lái)越趨向于高性能、低污染、低耗能等方面。汽車(chē)降低能耗的途徑有兩個(gè):一是改進(jìn)動(dòng)系統(tǒng);二是減輕汽車(chē)重量,即汽車(chē)輕量化。而實(shí)現(xiàn)輕量最有較的途徑便是改用輕質(zhì)材料來(lái)制造汽車(chē)零部件。在20世紀(jì)70年代,用鋁合金鑄件(含各種鑄造方法)代替鑄鐵是最佳選擇,“以鋁代鐵”的口號(hào)一度盛行。當(dāng)時(shí)的汽車(chē)制造業(yè)發(fā)現(xiàn),在各種鋁合金鑄件中,壓鑄件應(yīng)擺在最重要的位置。于是,采用鋁合金壓鑄件作為汽車(chē)重要的零部件的做法,風(fēng)靡各國(guó)。
之后,隨歐美各國(guó)排放法規(guī)的逐漸緊縮,節(jié)能、減排對(duì)汽車(chē)制造業(yè)的要求愈來(lái)愈高。此時(shí),尋找比鋁合金壓鑄件更輕的材料來(lái)制作汽車(chē)重要零部件,也成為研發(fā)方向之一。值得一提的是,近十余年來(lái),汽車(chē)工業(yè)中的一些領(lǐng)先制造商提出了更多地采用鎂合金制造零件的設(shè)想,并已取得一定成效。
值得一提的是,壓鑄工業(yè)中開(kāi)發(fā)及創(chuàng)新的一些高新技術(shù),大多都圍繞汽車(chē)工業(yè)的高新要求而展開(kāi),包括:動(dòng)力、傳動(dòng)、轉(zhuǎn)向、車(chē)體、構(gòu)架等各種系統(tǒng)上的各種要求的零件,這些零件有的是結(jié)構(gòu)件、受力件、安全件,也有裝飾件。其中,最為引人注目的諸如:用鋁合金390的整套壓鑄技術(shù),壓鑄出全鋁汽缸體,摒棄了原來(lái)鋁合金壓鑄汽缸體中缸筒內(nèi)鑄入鑄鐵套的方法;采用超低含鐵量的新的鋁合金SF36制造汽車(chē)車(chē)體構(gòu)架連接件,改變了車(chē)體的傳統(tǒng)制造方法;用鈦鋁合金(TIAI)壓鑄汽車(chē)氣門(mén)閥,開(kāi)辟了鈦合金的壓鑄技術(shù)新領(lǐng)域;鋁合金壓鑄的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)殼體近年來(lái)已經(jīng)問(wèn)世,六缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體模具已由合力模具開(kāi)并成功應(yīng)用于批量生產(chǎn)。
在通過(guò)鎂合金壓鑄實(shí)現(xiàn)汽車(chē)減重方面,已達(dá)到一定成效,形成了當(dāng)前的一些研究熱點(diǎn)及主要研發(fā)方向。比如,在動(dòng)力系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)中采中鎂合金壓鑄件,使鎂合金壓鑄件在汽車(chē)工業(yè)中得到進(jìn)一步的擴(kuò)大應(yīng)用。但應(yīng)指出的是,關(guān)于鎂合金壓鑄,在考慮用鎂合金代替其它合金、材料、生產(chǎn)零件時(shí),首先應(yīng)對(duì)這種材料的特性有所了解,不能盲目行事,而且生產(chǎn)時(shí),應(yīng)切實(shí)注意安全環(huán)保等事宜。又如,研制各種解決氣孔的工藝方法。這些方法包括真空壓鑄、充氧壓鑄、勻加速的慢壓射技術(shù)、局部加壓技術(shù)等;更有擠壓鑄造和半固態(tài)成型(含流變成型與觸變成型)等技術(shù)。所有這些,無(wú)疑給壓鑄法注入了新的活力,進(jìn)而使得具備高強(qiáng)度、高致密、可熱處理、可焊接等特性的壓鑄零件的獲取成為可能。
加之近年來(lái),計(jì)算器仿真技術(shù)在壓鑄中的應(yīng)用日益廣泛,更令壓鑄方法如虎添翼,不斷拓寬壓鑄件的應(yīng)用范疇。凡此種種,多數(shù)都是首先以汽車(chē)零件的需要為突破口,這充分體現(xiàn)出,壓鑄工藝方法在不斷滿足汽車(chē)零件制造的各種新要求方面,擁有極其廣闊的市場(chǎng)空間。
值得注意的是,燃料電池車(chē)(又稱“混合動(dòng)力車(chē)”)的加速開(kāi)發(fā)已成為汽車(chē)工業(yè)的一大熱點(diǎn)。據(jù)有關(guān)資料分析,雖然該類型車(chē)的制造會(huì)在某種程度上影響鑄造技術(shù)獲得應(yīng)用的范疇,但這種車(chē)型的零部件設(shè)計(jì)還是得采用壓鑄件,并不會(huì)過(guò)多沖擊汽車(chē)工業(yè)中的壓鑄件市場(chǎng)。