汽车模具市场之间的竞争加剧 模具技术呈九大发展趋势

  模具是汽车工业的基础工艺装备，在汽车生产中90%以上的零部件都需要依靠模具成形。据模具专家罗百辉介绍，制造一辆普通轿车约需1500套模具，其中冲压模具约占1000余套。在新车型的开发中，90%的工作量都是围绕车身型面的改变而进行的。在新车型的开发费用中，约有60%用于车身和冲压工艺及装备的开发。在整车制造成本中约40%为车身冲压件及其装配的费用。

  “模具市场的蓬勃发展，模具企业和产品竞争也日益激烈，一方面促使模具行业加速与国内外市场接轨，另一方面由于市场秩序的不规范，也带来了模具企业之间的无序竞争。”罗百辉指出，当前我国中高档模具市场的竞争主要是我国重点骨干模具企业与“三资”企业之间的竞争，中低档模具市场的竞争主要是非公有制企业之间的竞争。“国际模具资本在中国的增长，虽然带来了资金、技术和先进设备，但是也给中国本土的模具制造公司能够带来了压力，加剧了市场之间的竞争。”相对于国内落后的模具制造水平，跨国模具集团不仅拥有雄厚的资金、先进的技术、优质的设备和多年积累的成功的模具经验，而且凭借雇用中国相对低廉的劳动力资源的成本优势在国内模具市场之间的竞争中领先于很多国内模具企业。而非公有制企业由于本身存在的局限性，导致在中低端模具市场的竞争中普遍出现模具价格战，很多模具企业为了接到订单不惜以低于成本的价格来加工模具，低价格带来低质量，加剧了模具市场和模具材料市场的无序竞争，已极度影响一些模具企业的生存，这一点可以让我们业内的企业引起重视。

  模具的三维设计是数字化模具技术的重要内容，是实现模具设计、制造和检验一体化的基础。日本丰田、美国通用等公司已实现了模具的三维设计，并取得了良好的应用效果。国外在模具三维设计中采取的一些做法可以让我们借鉴。模具三维设计除了有利于实现集成化制造外，另一个优点就是便于干涉检查，可进行运动干涉分析，解决了二维设计中的一个难题。

  近年来，随着计算机软件和硬件的加快速度进行发展，冲压成形过程的模拟技术（CAE）发挥着逐渐重要的作用。在美国、日本、德国等发达国家，CAE技术已成为模具设计制作的完整过程的必要环节，大范围的使用在预测成形缺陷，优化冲压工艺与模具结构，提高了模具设计的可靠性，减少了试模时间。国内许多汽车模具企业在CAE的应用中也取得了显着进步，获得了良好的效果。CAE技术的应用可非常大地节省试模的成本，缩短冲压模具的开发周期，已成为保证模具质量的重要手段。CAE技术正逐步使模具设计由经验设计转变为科学设计。

  近年来得到迅速发展的数字化模具技术，是解决汽车模具开发中所面临的许多问题的有效途径。所谓数字化模具技术，就是计算机技术或计算机辅助技术（CAX）在模具设计制作的完整过程中的应用。罗百辉总结国内外汽车模具企业应用计算机辅助技术的成功经验，数字化汽车模具技术最重要的包含以下方面：①可制造性设计（DFM），即在设计时考虑和分析可制造性，保证工艺的成功。 ②模具型面设计的辅助技术，发展智能化的型面设计技术。③CAE辅助分析和仿真冲压成形的工艺过程，预测和解决可能出现的缺陷和成形问题。④用三维的模具结构设计取代传统的二维设计。⑤模具的制作的完整过程采用CAPP、CAM和CAT技术。⑥在数字化技术指导下处理解决试模过程中和冲压生产中出现的问题。

  先进的加工技术与装备是提高生产率和保证产品质量的重要基础。在先进的汽车模具企业中配有双工作台的数控机床、自动换刀装置（ATC）、自动加工的光电控制管理系统、工件在线测量系统等已不鲜见。数控加工已由单纯的型面加工发展到型面和结构面的全面加工，由中低速加工发展到高速加工，加工自动化技术发展十分迅速。

  高强度钢由于在屈强比、应变硬化特性、应变分布能力和碰撞吸能等方面具有优良的特性，在汽车上的使用量持续不断的增加。目前，在汽车冲压件上使用的高强度钢主要有烤漆硬化钢（BH钢）、双相钢（DP钢）、相变诱导塑性钢（TRIP钢）等。国际超轻车身项目（ULSAB）预计2010年推出的先进概念车型（ULSAB―AVC）中97%的材料为高强度钢，先进高强度钢板在整车用材的比重将超过60%，而其中双相钢的比例将占车用钢板的74%。

  现在大量采用的以IF钢为主的软钢系列将被高强度钢板系列替代，高强度低合金钢将被双相钢和超高强度钢板替代。目前，国内汽车零件高强度钢板的应用还多限于结构件与梁类件，所用材料的抗拉强度多在500MPa以下。因此，迅速掌握高强度钢板冲压技术，是我国汽车模具行业亟待解决的一个重要问题。

  随着汽车冲压生产高效化和自动化的发展，级进模在汽车冲压件的生产中应用将更广泛。罗百辉表示，级进模是一种高新技术模具产品，技术难度大，制造精度要求高，生产周期长，多工位级进模将是我国重点发展的模具产品之一，形状复杂的冲压件，特别是一些按传统工艺需要多副冲模分序冲制的中小型复杂冲压件，慢慢的变多地采用级进模成形。

  模具材料的质量和性能是影响模具质量、寿命和成本的主要的因素。罗百辉表示，近年来，除了不断有多种高韧性和高耐磨性冷作模具钢、火焰淬火冷作模具钢、粉末冶金冷作模具钢推出外，国外在大中型冲压模具上选用铸铁材料，是一个需要我们来关注的发展的新趋势。球墨铸铁拥有非常良好的强韧性和耐磨性，其焊接性能、可加工性、表面淬火性能也都较好，而且成本比合金铸铁低，因此在汽车冲压模具中应用较多。

  汽车模具技术发展的另一个重要方面是管理的科学化与信息化。管理的科学化使模具企业不断地向准时制造（Just-in-TimeManufacturing）和精益生产（LeanProduction）的方向发展，企业管理更精准，生产效率大幅度提高，无效的机构、环节和人员不断精简。随着现代管理技术的进步，许多先进的信息化的管理工具，包括企业资源管理系统（ERP）、客户关系管理（CRM）、供应链管理（SCM）、项目管理（PM）等，在模具企业得到普遍应用。

  所谓的模具精细化制造，是对模具的开发过程和制造结果而言的，具体地表现为冲压工艺和模具结构设计的合理化、模具加工的高精度、模具产品的高可靠性和技术管理的严密性。罗百辉认为模具精细化制造其实并不是一项单一的技术、二是设计、加工和管理技术的综合反映。模具精细化制造的实现除了靠技术上精益求精，还要靠严密的管理来保障。