——中國大型、精密、復雜壓鑄模具發展方向探討
一、國內壓鑄模具的發展歷程及現狀
壓鑄行業在中國是一個新興的行業，在20世紀80年代，中國僅幾家單位有1000噸以下的壓鑄機，國內也只能制造最大噸位為630噸的壓鑄機，并且壓鑄機的合模機構絕大部分還是全液壓的，設備非常落后。壓鑄領域僅限于個別軍工或大型國營企業，壓鑄行業非常落后。隨著80年代末，中國摩托車行業的發展，中國陸續從國外引進了大批500噸至1000噸的壓鑄機，國內首臺1000噸壓鑄機也在90年開發成功，中國壓鑄行業從此得以快速發展，并拉動了中國壓鑄模具企業的成長。
在20世紀90年代，大部分壓鑄模具依賴進口，特別是臺灣居多。中國壓鑄模具企業，特別是寧波北侖壓鑄模具企業快速發展真正開始起步應該是在90年代末，大都是從摩托車配件壓鑄模具開始，以小型壓鑄模具為主，安裝在280噸至800噸壓鑄機上使用，當時的壓鑄模具企業在加工設備、檢測設備等硬件條件以及壓鑄人才等方面都處于初始階段，模具制造水平相對較低。
自2000年開始，隨著中國汽車行業開始發展，國內開始引進l000噸以上的壓鑄機，國內的外資企業，如力勁公司等壓鑄機企業也開始生產1000噸以上壓鑄機。這期間企業引進的壓鑄機噸位主要為1000噸至1600噸，而模具幾乎全部是隨著設備一同引進，國內很少能夠生產。在經歷了一輪引進后，由于國外壓鑄模具價格較高，個別企業為了降低成本開始尋求國內能夠復制汽車配件的模具企業。為此部分規模較大的模具企業看準市場，積極應對挑戰，加大了對大型先進裝備的投入，購置了三坐標檢測等檢測設備，開始復制汽車配件壓鑄造具。在這個過程中，首先對進口模具加以吸收消化，后逐步轉型，直到能生產中型的壓鑄模具，包括汽車手動變速箱殼體類零件壓鑄模具，從而帶動了模具企業快速發展，壓鑄模具企業裝備水平明顯提高，模具制造水平以及制造能力也大幅提升。目前汽車手動變速箱殼體類零件模具已全部國產化。
近幾年隨著國內汽車行業的快速發展，特別是國內民族品牌汽車的崛起，中國汽車行業競爭越來越大。起初外資企業汽車缸體零件主要采用低壓澆注或從國外進口，壓鑄汽車缸體由于投入大，加上外國企業從自身利益出發，很少在國內生產，而汽車自動檔變速箱更是全部進口，并且作為從中國賺錢的工具。隨著國內汽車企業，如吉利公司在輝旺公司、徐航等企業的配合下率先成功開發了AT自動檔變速箱和汽車壓鑄缸體包括V6缸體，國內其它企業也紛紛尋求國產化，以降低成本，提高競爭力。近2～3年，國內汽車行業以及相關的壓鑄企業紛紛購買噸位從2000噸到3800噸的大型壓鑄機，大都是用以生產自動檔變速箱殼體和汽車發動機缸體。但是國內能夠生產汽車缸體以及自動檔變速箱的模具企業很少，目前能生產排量為1.3、1.4、1.6、1.8、2.0、2.4升的汽車缸體以及3.2升排量的V6缸體壓鑄模具的企業只有輝旺公司一家，而大部分這類模具主要依賴進口，進口模具價格是國內的l～2倍。隨著今年國家出臺的諸多利好政策，今年上半年中國汽車行業面向家用的小排量汽車增長迅速，為減低成本，降低能耗，減輕發動機重量，小排量汽車發動機缸體勢必要采用壓鑄缸體替代原來的鑄鐵缸體；另外隨著中國汽車家庭用車已成為主流，自動檔轎車的需求也會逐步成為主流。因此，汽車發動機缸體、自動檔變速箱殼體類壓鑄模具市場空間巨大．國內市場對于大型精密壓鑄模具的需求將會越來越大。
另一方面，國外模具市場競爭日趨激烈，特別是由于金融危機的影響，汽車行業競爭加劇。為了降低成本，必然要降低模具價格，因此國外模具業也在努力降低生產成本。模具行業是人力成本較高的行業，國外的人力成本是中國及東南亞地區的十幾倍，而人力成本中有70%以上是非核心技術人員。因此，目前國外模具業正逐漸將模具制造轉向人力成本低的地區。其次是國外模具用戶有加快向低成本模具企業采購的趨勢。因此，無論是國內還是國外，大型、精密、復雜壓銹模具的市場前景廣闊。
二、國內、外壓鑄模具技術現狀分析
（一）壓鑄模具質量
模具是生產工具，模具的好壞直接影響壓鑄企業的生產和效益，模具是壓鑄企業生產之本，這一點已經在逐步得到整個壓鑄行業的認同。就連生產壓鑄機的廠商都稱．壓鑄70%靠模具．30%靠壓鑄機。因此，無論是在國內還是在國外，對于壓鑄企業在選擇模具時特別是選擇大型、精密、復雜壓鑄模具時 首先考慮的就是模具質量。因為模具質量的好壞直接影響壓鑄生產效率、壓鑄產品質量，直接影響壓鑄企業的生產成本，直接關聯壓鑄企業的生存與發展，至關重要。
壓鑄模具質量應該包括模具的尺寸精度、模具的壓鑄成品率、壓鑄的生產效率、模具的可靠性以及模具壽命等多項內容。對于模具制造精度，中國壓鑄模具企業普遍比較重視，隨著先進設備的引進，以及先進的設計、制造軟件的引進，這方面的差距在縮少，但是對于后幾點，我國壓鑄模具企業與國外差距較大。
從目前國內模具企業的情況來看，目前大部分只關注模具的澆排系統，也就是只是關注能否壓鑄出產品，而對于模具的可靠性、模具的生產效率以及模具壽命關注不夠。盡管近幾年隨著壓鑄模具企業的裝備水平的提高、高精度檢測設備的引進以及設計、加工軟件的應用，模具加工精度普遍有所提高，但是由于對于模具結構、模具強度計算、模具冷卻水路的布置等方面對模具壓鑄生產成品率、模具可靠性、生產效率、模具壽命的影響方面關注不夠，致使模具在使用時間問題頻出，或效率極低，嚴重地影響了壓鑄企業的生產、質量和效益。而國際上德國和日本部在圍繞后幾點不斷地進行研究、改進，在模具的壓鑄成品率、壓鑄生產效率、模具可靠性以及模具壽命等方面積累了豐富的經驗，總體質量比國產模具高．致使國內大部分壓鑄企業，寧愿花幾倍的價格引進國外模具，而不愿采用國產模具。
對模具的壓鑄成品率、壓鑄的生產效率、模具的可靠性以及模具壽命關注不夠，是中國壓鑄模具與國外模具差距所在。
（二）汽車發動機缸體、自動檔變速箱殼體等大型、精密、復雜壓鑄模具
在汽車發動機缸體、自動檔變速箱殼體類大型、精密、復雜壓鑄模具方面，模具質量差距更大。由于這類產品成品復雜、技術難度大，并且直接影響發動機、變速箱的性能，加之后序加工費用非常大，因此對于模具的壓鑄成品率、壓鑄的生產效率、模具的可靠性要求更高。國內從2007年開始才有包括輝旺公司在內的極個別的模具廠家開發成功。國際上這類大型精密壓銹模具供應主要集中在日本、德國和意大利，德國和日本盡管模具設計水平、研究水平、制造水平要超過意大利，但是，由于價格太高，在中國的市場占有率不高，僅供給日系和德系的獨資企業，相對而言由于意大利此類模具價格較低，因此中國以及其他國家和地區應用意大利生產的此類模具較多。由于國外模具價格極高，嚴重制約著國內汽車行業的發展。
雖然從目前意大利的模具在中國使用情況來看，其設計水平和制造水平并不高。但是由于中國壓鑄模具制造企業起步較晚，技術積淀較少，相對于意大利模具企業整體水平還是相對較低，特別是很多模具企業由于不直接從事壓鑄生產，也沒有壓鑄專門人才，加上對大型壓鑄模具認知較少，在承接此類模具時，模具雖然能夠制造出來，但是大部分開發不成叻，主要問題表現在幾個方面：
1)模具使用存在較大問題，故障率高，滑塊卡死，型芯斷裂等等甚至出現模具開裂；
2)壓鑄生產效率低，造成壓鑄件成本過高;
3)壓鑄成品率低，且不穩定，產品經過加工后，出現氣孔、縮孔以及泄露等，造成大量報廢;
4)無法適應全自動壓鑄生產;
由于近幾年壓鑄企業裝備水平的提高，引進全自動壓鑄裝備的企業越來越多，而要滿足全自動壓鑄生產要求，對壓鑄模具的冷卻以及模具可靠性等方面提出的要求更高。因此，對于汽車發動機缸體、自動檔變速箱殼體類大型、精密、復雜壓鑄模具，目前還是以進口為主，國內壓鑄模具企業很難與國外企業競爭。
目前，國內包括輝旺鑄模在內的部分優秀壓鑄模具已經意識到差距所在，在保持重視壓鑄澆排系統設計的前提下，圍繞模具的壓鑄生產成品率、模具可靠性、模具的生產效率以及模具壽命等方面，積極開展研究工作，加大科研投入，并已取得了一定的成就。例如輝旺公司已成功開發了包括汽車IP儀表盤鎂合金壓鑄模具、自動檔變速箱殼體、汽車四缸體以及目前國內最大、最復雜的V6缸體壓鑄模具等，為國內幾家大型壓鑄企業包括外資企業制作了大量的適應全自動壓鑄生產的大型、復雜壓鑄模具，并承接了大量的大型、復雜壓鑄模具出口美國、英國、法國等國家。這些模具吸收了日本、德國等國家先進技術和理念，取得了很好的效果。模具整體水平有了極大的提高，有了質的飛躍。部分模具超過了意大利模具，有的已達到了國際水平，受到了用戶的好評。特別是V6缸體壓鑄模具的成功開發，為中國壓鑄模具攻克高難度的大型、精密、復雜壓銹模具開了先河，同時，也為公司帶來了良好的經濟效益。
因此，國內模具企業應該加快大型、精密、復雜壓鑄模具的研發，提高模具設計、制造水平，超過意大利，縮減與日本、德國模具水平的差距，這對于占領國內市場，開拓國際市場，以及帶動中國壓鑄產業整體水平的提升，都具有深遠的意義。同時，對提升中國大型、精密、復雜壓鑄模具水平，促進中國壓鑄行業發展，增強中國汽車行業的競爭力，提升汽車行業開發能力、制造水平同樣具有重大意義。
三、大型、精密、復雜壓鑄模具的研發方向
盡管中國大型、精密、復雜壓鑄模具經過幾年的努力，已經有了很大進步，但是與國外先進國家還有一定的差距。為了進一步適應當前壓鑄企業對大型、精密、復雜壓鑄模具的要求，以及滿足汽車行業快速發展的需要，中國壓鑄模具企業必須從技術、管理等各個層面，不斷提升企業能力，提高大型精密壓鑄模具的設計、制造水平，提升中國壓鑄模具整體水平，以帶動中國壓鑄行業的發展。
壓鑄模具水平的高低主要取決于五個方面：1）模具的制造精度；2）模具生產鑄件的成品率；3）模具的生產效率；4）模具生產的可靠性；5）模具的使用壽命。國內壓鑄模具企業應該緊緊圍繞上述幾點，開展工作，以提高我國大型、精密、復雜壓鑄模具的水平。
（一）提高模具的制造精度，必須從設備與管理兩方面抓起
模具的制造精度決定了壓鑄件的尺寸精度，中國壓鑄模具企業都非常重視，但是往往僅采用購買先進設備手段實現，而忽視了提高管理水平。模具企業應從兩個方面進行改進，一是提高加工裝備水平，二是提高管理水平。對于第一點，大部分企業都能夠理解，但是對于第二點，中國壓鑄模具企業普遍沒有意識到。實際上，僅僅有好的設備，如果管理跟不上，同樣無法做出高精度的模具。例如刀具磨損，機床精度下降或產生變化等等都會影響加工精度。因此必須從管理人手，如建立刀具庫，在使用之前全部檢測，定期對機床進行精度檢測等管理手段，建立可靠的質量保證體系，抓好各個環節，才能確保加工質量，確保模具質量。
（二）提高模具生產成品率，必須從模具澆排系統、溫度平衡等多方面整體分析
中國大部分模具企業只重視模具的澆排系統，很多企業購買了模流分析軟件，在設計前期就開始重點關注。當然，澆排系統對鑄件成品率的影響是非常大的，但是，大部分企業對模具溫度平衡，即模具冷卻水的布置重視不夠。實際上模具溫度場平衡問題不僅僅影響模具壓鑄生產的成品率，而且影響模具的生產效率。
壓鑄生產中模具溫度場直接影響產品質量，并且只有做好模具內冷才能確保適應全自動壓鎊生產。因為在全自動生產的條件下，是無法用人工噴涂來調節模具溫度以滿足壓鑄生產要求的。對于模具溫度場平衡，日本和德國企業非常重視，如日本企業制造的模具冷卻水全部安裝閥門進行控制，有的采用了高壓冷卻系統，甚至對于小到4mm的型芯都進行冷卻，并且安裝有溫度感應裝置，通過溫度變化控制冷卻水量或壓力。輝旺公司在承制日本或德國客戶的模具時，在試模階段，客戶都要求冷卻水必須到位，并且在試模過程中重點關注模具溫度場的變化，并加以控制調整，以滿足全自動生產為驗收標準。對模具冷卻水的控制要求是壓鑄工藝上的重點關注對象。
隨著中國壓鑄企業整體實力的提高，壓鑄設備的自動化水平提高。特別是近幾年有實力的企業集團投資壓鑄的起點非常高，基本上按壓鑄島的方式全自動生產，壓鑄機大都是全自動的，而對于與之配套的壓鑄模具要求同樣非常高，而國產的大部分壓鑄模具目前根本無法滿足需求，差距很大。因此，必須加大對模具冷卻的研究,加大適應全自動壓鑄生產模具的研究，這是中國壓鑄模企業以及壓鑄企業重點關注的問題，也是大型精密壓鑄模具的重點研究方向之一。
（三）重視細節，提高壓鑄模具的生產效率
提高模具的生產效率是降低壓鑄產品成本的重要手段。提高模具生產效率，一方面需要重視模具內冷卻，減少用噴涂解決模具溫度平衡，減少噴涂時間，減少鑄件在模具上的冷卻時間，提高生產節奏，從而提高壓鑄生產效率；另一方面，需要從模具結構著手，包括快速的模具拆裝，減少模具維修維護、減少更換易損件的時間等方面進行研究、提高。
例如對于模具大型壓鑄模具安裝、拆卸，國內通常采用傳統方式人工壓壓板，非常占用時間的，通常需要將近一個班次。嚴重影響壓鑄的生產效率，損失巨大。因此，我們必須非常重視這個問題，包括模具的定位、模具的夾緊、頂出復位桿安裝、行程開關連接、抽芯油缸油管連接、冷卻水管連接等等，都要做到快速連接，甚至模具需要幾個油缸抽芯共用一個抽芯電磁閥的，其油管、接頭、行程開關都應模具上串、并聯好，以便于在模具安裝時方便快捷，這樣才能提高了生產效率，以缸體模具為例，由輝旺公司承制的汽車缸體壓鑄模具，在模具安裝時，僅僅需要半個多小時間即可，而如果采用傳統的裝模方式．至少需要6個小時以上，大大縮短了裝模時間、提高了生產效率；另外我們在模具設計時必須在型芯更換等其它細小環節上也要充分考慮了模具的使用性、模具的生產效率，要做到安裝或拆卸都非常方便、迅速，以節約時間，提高生產效率。目前輝旺公司的模具基本上做到了模具更換型芯等易損件，不用將模具從壓鑄機上拆下，直接更換，大大縮短了停機時間，提高了生產效率。
因此，注重細節，提高壓鑄模具的生產效率是中國壓鑄模具企業以及壓鑄企業重點關注的問題，也是大型、精密、復雜壓鑄模具未來的研究方向之一。
（四）提高模具的可靠性，確保壓鑄生產的連續性
由于壓鑄生產的特殊性，一旦停機，損失非常大，因此模具可靠性對于壓鑄生產是至關重要的。模具可靠性的好壞，直接影響壓鑄企業的成本，直接影響壓鑄企業的經濟效益。因此，提高模具可靠性，確保壓鑄生產的連續性，是模具優劣的重要考量指標，應該是我們模具企業的重點關注、研究的方向。
壓鑄摸具，特別是大型壓鑄模具，模具承受作用力是非常大的。國內很多壓鑄模具制造企業在設計、制造模具時往往只從經濟利益考慮，模具往往做得偏小。而國外大型壓鑄模具設計的強度足夠大，套板材料一般選擇P20或41400鍛鋼，并進行熱處理，這樣的模具在使用期內，模具絕對可靠，壽命長。而國產模具普遍采用鑄鐵或鑄鋼，模具往往最開始生產尚可，使用一段時間后，模具會出現這樣那樣的問題，出現滑塊退讓、甚至模具開裂、套板開裂等問題，模具可靠性較差，嚴重地影響壓鑄生產。
另外，國外先進模具普遍注意細節的改進，而細節決定了質量。如國內一家日本合資企業在用的一套日本生產的缸體壓鑄模具，其行程開關從進線口到行程開關的蓋全部用特殊的臘封起來，確保一點水氣進不去。經了解，該模具從投入使用到模具報廢，從來沒有因為行程開關出現故障影響生產，這一點給使用單位留下了深刻的印象。而德國企業更多的從模具結構、模具設計以及制造工藝等方面不斷改進，確保模具質量，例如考慮到滑塊處容易進鋁或雜物，清理不干凈會擠壞模具，采用了先進的滑塊結構，確保模具生產安全、可靠。
中國壓鑄模具廠家必須對模具的可靠性加大重視，模具是工具，安全、可靠至關重要。
（五）加大科技投入，提高模具使用壽命
模具壽命對于模具使用的壓鑄企業部是非常關注的，但是，目前大部分企業往往只是在模具型腔材料上予以考慮，實際上影響模具壽命的絕不僅僅只是模具型腔材料和熱處理，模具結構、模具強度等都是影響模具壽命的重要因素。如果模具結構不合理，模具強度不夠同樣會大大影響模具壽命。另外模具加工工藝、加工手段同樣對于模具壽命更為重要。因此，我們必須從多方面進行改進、研究，提高模具水平，以提高模具壽命．為壓鑄企業提高經濟效益提供條件。一方面我們應繼續在模具材料、熱處理、表面處理等方面加大研究力度。另一方面，我們要從模具結構設計等方面加以改進，同時我們需要對先進加工技術和工藝等方面加大研發力度，提高模具制造水平。如日本、德國的模具企業已開始采用的加工中心和先進的加工技術，進行模具型腔的硬加工，減少模具表面的硬質層，大大提高了模具壽命。目前，輝旺鑄模實業有限公司也開始對模具型腔的硬加工方面進行了研究，個別模具已采用了這項技術，效果明顯，模具壽命大大提高。為此輝旺公司加大了科技投入，叉購買了兩臺德國DMG大型五軸聯動加工中心，以便更廣泛開展這方面的研究，緊跟世界高科技，以提高模具壽命，提高中國壓鑄模具水平。
綜上所述，我們應緊緊圍繞五個方面，從有利于壓鑄生產出發，提高設計、制造水平，關注模具細節，提高模具使用、維護的方便性，提高壓鑄生產效率，提高模具壽命，一切從壓鑄生產實際出發，一切替顧客著想，這是我們未來的研發方向和努力方向。只有這樣，才能提升中國大型、精密、復雜壓鑄模具水平，也才能提升我國壓鑄行業的整體水平。
四、結束語
隨著汽車行業的快速發展以及國產化進程的加快，如汽車缸體、儀表盤、自動檔變速箱殼體等大型、精密壓鑄件的需求會越來越大，大型、精密、復雜壓銹模具的需求也會越來越大。同時，在前經濟危機的特殊歷史背景下，對中國壓鑄行業和壓鑄模具行業來說．盡管存在困難，面臨挑戰，但是同樣也帶來了機遇。在世界和中國經濟快速發展的時期，對于成本的降低，企業可能不會特別重視，而當經濟形勢不好時，降低成本提高競力對企業來說就顯得尤為迫切了，而這恰恰會對中國壓鑄模具企業帶來了機遇，應該說目前的經濟形勢，給優秀的模具企業帶來挑戰，但更多的是帶來了機遇。
因此，只要我們加大研發力度，提高模具設計、制造水平，達到國外同類產品水平，不僅會占領國內市場，同時也會開拓國際市場，前景非常廣闊。我們相信，隨著國內一些大型壓鑄模具企業的崛起以及研發力度、投資力度的加大，國內大型、精密、復雜壓鑄模具的水平一定會很快趕上世界先進水平，為中國壓鑄產業的發展做出貢獻。
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