1、模具行业概述
模具是强迫金属或非金属成型的工具,是工业生产中必不可少的关键工艺装备。使用模具批量生产的制件具有高效率、高一致性、低耗能耗材、精度和复杂程度较高等优点,因而被广泛的运用于机械、电子、汽车、信息、航空、航天、轻工、军工、交通、建材、医疗、生物、能源等行业,上述行业中约60%~80%的零部件需要依靠模具加工成型。因此,模具制造水平不仅是衡量一个国家制造水平高低的重要指标,而且在很大程度上决定着该国产品的质量、效益和新产品开发能力。模具工业的高速发展可给予制造业强有力的支撑,模具工业的产业带动比例大约是1:100,即模具产业发展1亿元,可带动相关产业发展100亿元。目前各工业发达国家均非常重视模具制造业的发展,不仅因为模具行业在各国机械工业中所占比例较高,更在于模具工业为新技术和新产品的开发和应用提供重要的加工工具和技术支撑。因此,模具工业在欧美等工业发达国家被称之为“点铁成金”的“磁力工业”。
2、模具主要分类
根据加工对象和加工工艺的不同,模具可以分为冲压模具、塑料模具、铸造模具、锻压模具、橡胶模具、粉末冶金模具、拉丝模具、无机材料成型模具等;其中冲压模具、塑料模具、铸造模具、锻压模具和橡胶模具是最主要五类模具,其详细分类、加工工艺及主要应用领域如下:
模具类型 | 模具品种 | 加工工艺及主要应用领域 |
冲压模具 | 根据工艺性质,可分为:冲裁模、弯曲模具、拉深模具;根据工序组合程度,可分为:单工序模、复合模、级进模、传递模;根据冲压时的温度情况,可分为:冷冲压模具、热冲压模具等 | 板材冲压成型工艺;主要应用于汽车覆盖件、 结构件生产 |
塑料模具 | 挤塑模具、注塑模具、热固性塑料注塑模具、挤出成型模具、发泡成型模具、低发泡注塑成型模具和吹塑成型模具等 | 塑料制品成型加工工艺,热固性和热塑性塑料; 主要应用于医疗设备,家电产品、汽车内饰、 办公设备部件生产 |
铸造模具 | 各种金属零件铸造成型时采用的模具,根据铸型的材质分为砂型铸造模具和金属型铸造模具等;金属型铸造模具根据压力不同可分为重力铸造模具、低压铸造模具、压铸模具等。 | 宝马是哪国的金属浇铸工艺和非铁金属材料压力铸造成型工艺; 主要应用于汽车发动机、变速箱、轮毂、机床等 复杂零部件的生产 |
锻压模具 | 模锻锤和大型压力机用锻模、螺旋压力机用锻模、平锻机锻模等;各种紧固件冷镦模、挤压模具、拉丝模具、液态锻造用模具等 | 金属零件体积成型,采用锻压,挤压等体积成型工艺; 主要应用于齿轮、轴承的生产 |
橡胶模具 | 橡胶制品的压胶模、挤胶模、橡胶轮胎模、O形密封圈橡胶模等 | 橡胶压制成型工艺;主要应用于轮胎生产 |
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3、模具行业特点
(1)模具制造企业数量多、规模小
由于绝大多数模具都是针对特定用户单件制作的,模具企业与一般工业产品企业相比,数量多、规模小,多为中小企业。2014年模具产值(模具+模架+标准件)在1,000万元以上的生产企业71家,超过1亿元的有25家。目前全国共有模具生产企业(厂、点)约3万家,从业人员近100万人,大部分模具企业规模较小,行业集中度不高。
(2)“订单式生产”的经营模式
模具是按照下游零部件厂商要求的规格、产品用途、工艺结构以及加工设备情况进行设计和加工而成,零部件设计要求和形状结构的改变都会要求相应的模具发生改变,模具生产的上述特点导致模具行业普遍采用“订单式生产”的经营模式。同时,下游零部件制造商为了其部件能在市场上保持竞争优势,对产品的部分参数进行严格保密,就同一款零部件通常只选择一个模具供应商为其提供模具。因此,模具企业与下游零部件厂商之间形成的是一种长期
的业务合作关系,一旦合作关系建立,将长期保持稳定。正是由于模具生产的上述特点,业内普遍采用“订单式生产”的经营模式。
(3)交货验收周期长
模具的业务流程主要包括商务谈判、模具设计、加工调试、发货确认和质保等四个阶段。在订单签订后,通常业务流程如下图所示:
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与一般工业产品相比,模具行业具有交货验收周期长的特点。通常模具订单承接后需要1~3个月进行工艺分析和结构设计,从材料采购到质检完成发货需要3~4个月,从发货到客户验收需要3~24个月,验收后一般有12个月左右的质保期。影响模具交货验收期的主要因素有客户设计要求变更、客户产品计划调整、客户集中验收、模具复杂程度以及模具企业综合实力等。影响客户验收的主要因素有模具调试运行情况、模具试生产情况、模具设计参数调整以及客户产品计划调整等。
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(4)模具企业延伸产业链的趋势较为明显
由于模具企业在经营过程中能够接触到不同种类的零部件产品,而且对零部件产品的市场需求、销售渠道、产品原材料及成本构成有比较深入的了解,模具企业直接生产下游产品还具有成本低、投资风险小、对市场反应快的特点。许多模具企业,尤其是技术力量较强、产品水平和管理水平较高的企业,利用自身的特长,开始筹划或已经实施以模具为龙头的上下游产业链上的延伸,即模具企业不再单独生产模具,而以模具生产为支持和保障,直接生产下游零部件。由单纯的模具生产企业转变为“模具+部品”生产企业,一方面模具企业可以通过丰富产品品种,增强对下游客户的服务能力,提升市场竞争能力;另一方面,可以充分享受到模具“效益放大器”的好处,实现规模经济效益。
4、我国模具行业发展概况
(1)国内模具市场的规模情况
近年来随着汽车工业、电子信息、家电、建材及机械行业等的高速发展,我国模具产业也
实现了快速增长,我国模具行业销售总额从2009年的980亿元上升到2016年的1,840亿元,年复合增长率达到了9.58%。
2009年至2016年期间,我国模具行业市场规模变化情况
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(2)国内模具市场的分类构成
2008-2011年度模具销售额中塑料模具占比最大,约占45%;冲压模具约占37%;铸造模具约占9%;其他各类模具共计约9%。
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(3)国内模具行业的进出口情况
目前我国中低档模具已供过于求,而以大型、精密、复杂、长寿命模具为主要代表的高技
术含量模具自给率还较低,只有60%左右,有很大一部分仍依靠进口。2009年至今,我国每年进口模具约20亿美元,多为高档精密模具,而出口模具以中低档为主,技术含量和附加值都较低。
2009年-2016年我国模具进出口情况
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(4)国内模具企业区域分布情况
我国模具行业经过多年发展,整体实力和综合竞争力得到显著增强,对汽车、摩托车、电子、家电等行业的服务能力大大提升,行业中已形成一定数量和实力的骨干企业,模具的产品质量和技术水平有了较大提高。我国目前模具产业主要集中在珠三角、长三角、环渤海三个大型集聚区以及成都——重庆、武汉——长沙两个中等集聚区,上述五个区域内的模具产能占全国的90%以上。在这些大、中集聚区内,还形成了众多集聚程度更高的市、区、县、镇特模具生产基地,我国模具行业的产业集聚效应正逐渐显现。从地区分布来说,东南沿海地区的模具产业发展快于中西部地区,南方的模具产业发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江。其中公司所在的宁波已形成了以象山、余姚、慈溪、宁海、北仑为中心的模具企业集,拥有完善的模具产业链、完全市场化的原材料供应以及合理的产业配套体系,2010年象山被中国铸造协会授予“中国铸造模具之乡”的称号,2011年宁波被中国机械工业联合会授予“中国模具之都”的称号。
5、我国铸造模具行业的基本情况
(1)铸造模具行业概述
铸造是将熔融金属填充入铸型内,经冷却凝固而获得所需形状和性能的零部件或毛坯的制作过程。铸造是现代工业制造中一种常用制造方法,具有制造成本低、工艺灵活性大的特点,目前铸造成型的零部件已广泛用于机械行业、汽车行业以及其他制造业,比如机床行业中铸件的使用率约60%-80%,汽车行业中铸件的使用率约25%。随着铸造工艺水平和铸造装备水平的不断提高以及汽车轻量化进程的加速,汽车上原有的一些非铸件零部件将被铸件替代,铸件的应用范围在现有基础上仍将不断扩大。铸造工艺中使用的模具被称为铸造模具,目前铸造模具已广泛应用于汽车用发动机缸体、发动机缸盖、发动机缸盖罩、飞轮壳、变速箱、轮毂、后纵梁以及轨道交通车辆齿轮箱体等部件的生产。常用的铸造工艺包括砂型铸造、金属型铸造、低压铸造和高压铸造,相应的模具分别被称为砂型铸造模具、重力铸造模具、低压铸造模具、压铸模具,上述四种常用的铸造模具及其适用工艺的特点情况如下:
铸造模具类型 | 适用工艺简介 | 适用工艺类型 | 适用工艺主要特点 |
砂型铸造模具 | 金属溶液在地球重力作用下注入砂质铸型中而获得铸件 | 砂型铸造 | (1)砂型铸造的适应性广,可用来生产黑金属铸件、有金属铸件和特大尺寸铸件;(2)在小批量及大件生产中,成本优势明显;(3)砂质铸型只能浇注一次,生产效率较低。 |
重力铸造模具 | 金属熔液在地球重力作用下注入金属铸型而获得铸件 | 金属型 铸造 | (1)模具可重复使用,生产效率较高;(2)铸件尺寸精度好,表面光洁,强度较高;(3)主要用于低熔点有合金铸件的生产。 |
低压铸造模具 | 金属溶液在0.2-0.6MPa压力作用下完成充填型腔及凝固过程而获得铸件 | 低压铸造 | (1)容易形成方向性凝固,生产出的铸件气孔和杂质少,铸件内部缺陷少;(2)铸造时间较长,生产效率较低;(3)操作简单,容易实现机械化和自动化;(4)主要用于低熔点有合金铸件的生产。 |
压铸模具 | 利用高压将金属熔液压入形状复杂的金属模内而获得铸件 | 高压铸造 | (1)生产出的铸件强度和硬度较高,尺寸精度高,表面光洁度高,铸件互换性好;(2)熔融合金填充速度快,生产效率高,可用来生产薄壁铸件;(3)操作简单,易实现机械化和自动化;(4)主要用于低熔点有合金铸件的生产。 |
资料来源:公开资料、智研咨询整理
(2)我国铸造模具行业发展现状
我国铸件和铸造模具最早可追溯到商朝,但在1977年之前我国铸造工艺及铸造模具制造技术一直处于较为原始和落后的状态。改革开放以来国家产业政策及相关财税政策的大力支持以及汽车、摩托车、电子、机械和轻工制造等下游行业需求的增长,带动我国铸造模具行业实现了快速发展。与此同时,随着合资和外资铸造模具厂商的介入,国外先进模具加工设备、检测设备和模具制造技术的引进,国内铸造模具企业的研发、设计和制造技术水平逐步提高。目前,我国已建立了较为完整的铸造模具工业体系,具备了设计和生产各主要类型铸造模具的能力,一些企业已具备研发、设计和制造大型、精密、复杂、长寿命铸造模具的能力。2016年度我国模具工业实现销售总额1,840亿元,按照铸造模具9%左右的占比计算,2016年度我国铸造模具行业销售总额超过165亿元,我国已成为名副其实的世界铸造模具大国。虽然我国铸造模具行业规模已位居世界前列,但我国铸造模具行业的整体新产品研究开发能力、模具结构设计水平、铸造工艺水平上与先进国家仍存在一定差距。
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