工业之母：模具之殇！

【机械cax360第401期】模具主要是通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。75％的粗加工工业产品零件、50％的精加工零件和绝大部分塑料制品都是由模具成型制成的，所以模具素有"工业之母"的称号。

▲单分型面模具模具广泛用于冲裁、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中。模具具有特定的轮廓或内腔形状，应用具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离(冲裁)。

▲侧向分型模具模具一般包括动模和定模(或凸模和凹模)两个部分，二者可分可合。分开时取出制件，合拢时使坯料注入模具型腔成形。模具是精密工具，形状复杂，承受坯料的胀力，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有较高要求，模具生产的发展水平是机械制造水平的重要标志之一。

▲定模设置推出机构的注射模

01 国内模具发展现状▼我国模具工业起步较晚，但发展速度十分迅速。三十年发展已使我国成为世界模具制造及消费大国，建立起了模具工业体系。我国2017年的模具销售超过2000亿元，两千多亿的中国模具消费值支撑了27万亿元的产品制造业。

国内厂家涌现出一批模具行业领头羊，如在汽车覆盖件领域的一汽模具，轮胎领域的巨轮模具，塑料模具领域的海尔，模块标准件领域的圣都等；不少地方出台了扶持当地模具行业发展的政策，如重庆、成都、苏州、大连等地都在建立模具工业园区，改善发展环境，完善模具生产的配套体系。

中国模具行业的发展在地域分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。模具生产最集中的地区在珠江三角和长江三角地区，其模具产值约占全国产值的三分之二以上。广东是中国现在最主要的模具市场，而且还是中国最大的模具出口与进口省。

据国家统计局数据显示，我国模具行业工业总产值已从2010年的1367.31亿元上升到2016年的2400.91亿元，2017年再上一个新的台阶达到2509.9亿元。

模具行业工业总产值保持持续增长，目前我国模具生产总量虽然已位居世界前列，模具企业众多。但模具设计制造水平在总体上要比德、美等国家落后，具体表现为：技术含量低的模具已供过于求，而技术含量较高的中、高档模具还远不能适应国民经济发展的需要，诸如精密、复杂的冲压模具和塑料模具、轿车覆盖件模具、电子接插件等电子产品模具等高档模具仍有很大一部分依靠进口。

02 国内模具行业存在的问题▼产品品质不高我国不少厂家由于设备不配套，很多工作依靠手工完成，严重影响了精度和质量。同时受售价限制，国产模具多采用2Crl3和3Crl3作精密热处理。而国外则采用专用模具材料D1一N12316，其综合性能，耐磨、耐腐蚀性能及亮度均明显优于国产材料。这也从根本上影响了圈产模具的外观质量和使用寿命。

模其就其本质而言属于工装，生产出合格品才是最终目的。因此，模具的质量、性能依赖试模结果检验。国内模具厂因交货期短，试模设备局限，修模受时间、场地限制，往往难以调试到最佳状态。而国外一些发展较好的企业都拥有自己的试模场所和设备，可以模拟用户真实工作环境试模，所以能在短时间达到很好的效果。

标准化水平不高模具是专用成形工具产品，所以标准化工作十分重要。国外模具发达国家，如日本、美国、德国等，模具标准化工作已有近100年的历史，模具标准的制订、模具标准件的生产与供应，已形成了完善的体系。

由于中国模具标准化工作起步较晚，模具标准件生产、销售、推广和应用工作也比较落后。模具标准件品种规格少、供应不及时、配合性差等问题长期存在，这使模具标准件使用覆盖率一直较低。

缺乏模具技术人员模具行业是一个需要长期积累经验的行业，一个模具师傅起码要有2到3年的实践经验，一个精通模具设计的工程师，也要有5到8年的经验积累。由于最初的模具学习非常枯燥，因此许多初学者常常半途而废。此外，我国传统教育方式对模具人才的培养存在不足。

03 国外的模具▼美国Franchino Mold模具公司为水处理行业的Infiltrator公司制作了一个超大型的模具可算上有考证的最大模具。

上面图片，坐了十多个人的黑色容器就是塑料产品，产品重量达到了111千克（相当于一次注射量为4包多原料），产品的长度达到近5米，基本上与奔驰S-Class豪华轿车的长度相等。为了制造这个超大型的零件，该公司使用了锁模力达6000吨的注塑机（即图片背景的注塑机。）

这张图片上可以看到这个模具的模仁，官方给出的数据是这套模具的重量超过190吨。这套注塑模具的设计花费了5个月的时间，而将其制造出来又花费了9个月的时间，总的人力投入超过10000工时。（注：为了降低模具的重量，Franchino模具公司大量采用合金铝材，为提高模具寿命，采用低压注塑的方式成型）

德国GRAF模具公司这个可以把MINI直接扣在下面的模具，整体重量为160吨。

德国GRAF公司用它来生产一种收集和净化雨水的巨大储水箱，储水的体积为6500升。通过整体注塑，这种储水箱比常规的制造工艺节省了30%的能源和原材料的30-40%，由于闭合水循环，水消耗也降低了很多，并且提供25年的制造商保修。

GRAF因这个水箱获得60项知识产权，并获得“德意志联邦共和国设计奖”提名和数个奖项，畅销60多个国家。