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世界机械制造工业7大发展特征 21世纪,世界机械工业进入前所未有的高速发展阶段,对比其他行业,机械工业发展具有以下特征: 地位基础化 发达国家重视装备制造业的发展,不仅在本国工业中所占比重、积累、就业、贡献均占前列,更在于装备制造业为新技术、新产品的开发和生产提供重要的物质基础,是现代化经济不可缺少的战略性产业,即使是迈进“信息化社会”的工业化国家,也无不高度重视机械制造业的发展。 经济规模化 全球化的规模生产已经成为各大跨国公司发展的主流。在不断联合重组,扩张竞争实力的同时,各大企业业纷纷加强对其主干业务的投资与研发,不断提高系统成套能力和个性化,多样化市场适应能力。 发展极不平衡 区域色彩浓重 以2003年为例,销售额名列世界前500位的企业几乎来自北美洲、亚洲、欧洲,所占比例高达99%,显示了三大洲在世界机械工业发展中无与伦比的统治地位。 结构调整进一步深化,生产方式和管理模式正在发生深刻变化发达国家加大了产业转移的力度,机械产品中附加值低的产品被安排到市场潜在需求发展中国家生产:为适应市场需求的变化,各大生产商纷纷采取专业化生产,“单品种,大批量”已成为很多500强企业生产方式的新特色;同时以生产者为主导的生产方式逐步向以消费者为主导的定制生产方式转变。服务的个性化成为竞争成败的重要因素。
机械制造业全球化的方式发生了新变化 传统的全球化方式有两种:一是以母国为生产基地,将产品销往其他国家;二是在海外投资建立生产制造基地,在国外制造产品,销售到东道国或其他国家。其特点是:自己拥有制造设施与技术,产品完全由自己制造;在资源的利用上,仅限于利用东道国的原材料、人员或资金等。 随着信息技术革命,管理思想与方法的根本性变化,企业组织形式也发生了变化,这些变化发生在跨国公司,并将成为新型全球化方式而发展下去。这种变化的主要特征是:广泛利用别国的生产设施与技术力量。在自己可以不拥有生产设施与制造技术所有权的情况,制造出最终产品,并进行全球销售。机械制造业公司在全球范围建立零部件的加工网络,自己负责产品的总装与营销。原材料调配、零部件采购全球化已成为世界机械制造工业的发展趋势。 机械制造业的跨国并购加剧 现代并购不再一味的强调对抗竞争,强强联合成立企业获得竞争优势的主要手段。这时机械制造业全球化过程中大公司谋求生存发展的一大特点。而且趋饱和的市场。日渐激烈的市场竞争。投资建厂的风险增大,也使得更多企业开始采用联合并购的手段。在建厂的前提下,优化企业产品结构,以达到提高生产能力、扩大市场份额,获取规模效益的目的。以高技术为内涵的行业来自技术创新的威胁,使跨国公司走上了联合之路,以形成强大的技术创新能力。机械制造业大企业间的战略并购,导致了机械工业资源的重新配置。使得世界机械工业的竞争格局出现了协作型的局面。 产品高技术化 以信息技术为代表的现代科学技术发展,对机械制造业提出了更高、更新要求的各国和地区,特别是发达国家更重视发展机械制造业,充分体现了机械制造业作为高新技术产业化在推动整个社会技术进步和产业升级中不可替代的基础作用。高新技术的迅猛发展起到了推动、提升和改造的作用。信息装备技术、工业自动化技术、数控加工技术、机器人技术、先进的发电和输配电技术、电力电子技术、新材料技术和新型生物、环保装备技术等当代高新技术成果开始广泛应用于机械工业,其高新技术含量已成为市场竞争取胜的关键。 注塑模快速原型制造成为模具行业焦点 传统制造业的战略是规模效益第一,二十世纪八十年代提出价格和质量第一,九十年代以来,已发展为市场响应第一。在制造业日趋国际化的状况下,缩短产品开发周期和减少开发新产品投资风险,成为企业赖以生存的关键。近年来,制造业市场的制造战略重点正在发生从成本与质量到时间与响应的重大转移。快速将多样化的产品推向市场是制造商把握市场先机而求生存的重要保障,快速响应制造已成为国际研究的热点,应运而生的快速成形/快速制模/快速制造技术为企业提高竞争力提供了一种先进的手段。该技术是基于材料累加成形的一种高新制造技术,被认为是20世纪制造领域的一次革命性突破,可制造注塑模、压铸模、冲压模等各类精密复杂模具,目前已广范应用于汽车、航空航天、船舶、家电、工业设计、医疗、建筑、工艺品制作以及儿童玩具等领域,并且随着这一技术本身的不断发展和完善,其应用范围将不断拓广。 在汽车、家电制造业中,模具成形零件占到了制造工时的50%~70%。模具制造是制约我国汽车、家电、轻工等行业发展的瓶颈和关键,随着快速成型软硬件设备与快速成型材料的不断发展和完善,快速原型件的强度和精度得到不断的提高,快速成型技术已经逐渐地深入到快速模具制造领域,基于快速成型方法制造各类简易经济快速模具已成为RP&M应用的热点问题。 一、模具快速制造 虽然快速成形技术问世时间不长,但由于它对制造业带来的巨大效益使得这一技术的应用日益广泛,特别是给模具的设计与制造带来了一次飞跃。快速原型技术可精确制作模具的型心和型腔,也可直接用于注射过程制作塑料样件,以便发现和纠正出现的错误。由于快速原型制造这一新技术的应用,使模具的设计与制造逐步趋向于数字化、快速化,使模具制造在缩短周期,降低成本的进程中,大大前进了一步。 快速制模技术大都是依据快速成型制作的实体模型即样模(母模)采用拷贝方式(如金属喷涂、电镀、复合材料浇注、精铸等)来快速制造模具主要工作零件(凸、凹模或模腔、模芯)的,其制造周期一般为传统的数控切削方法的1/5~1/10,而成本却仅为其1/3~1/5。 根据模具材料、生产成本、RP原型的材料、生产批量、模具的精度要求已开发出多种多样的工艺方法。目前的快速制模方法大致有间接制模法和直接制模法,基于RP快速制造模具的方法多为间接制模法。依据材质不同,间接制模法生产出来的模具有软模、桥模和硬模。软模(soft tooling)通常指的是硅橡胶模具。用SLA、FDM、LOM或SLS等技术制作的原型,再翻成硅橡胶模具后,向模中灌注双组份的聚氨酯,固化后即得到所需的零件。桥模(bridge tooling)通常指的是可直接进行注塑生产的环氧树脂模具。采用环氧树脂模具与传统注塑模具相比,成本只有传统方法的几分之一,生产周期也大大减少。模具寿命不及钢模,但比硅胶模高,可达1000~5000件,可满足中小批量生产的需要。硬模(hard tooling)通常指的就是钢质模具,即用间接方式制造金属模具和用快速成形直接加工金属模具。 快速制模技术制模周期短、工艺简单、易于推广、制模成本低、精度和寿命能满足某种特定的功能需要,综合经济效益良好,是一种快捷、方便、实用的模具制造技术,特别适用于新产品开发试制、工艺验证和功能验证以及多品种小批量生产。 企业间的竞争日益加剧,产品开发周期要求越来越短,为快速制模技术提供了发展机遇和发展空间。随着工业化生产的发展,快速制模技术越来越受到产品开发商和模具界广泛重视,对其研究正方兴未艾,新的技术成果不断涌现,呈现出生机勃勃的发展趋势,有着强大的生命力。 二、注塑模快速制造技术—金属喷涂制模法 1、金属喷涂制模法简介 金属喷涂制模法是将快速原型与热喷涂、快速凝固等方法相结合的间接制模法,其工艺是将熔融或半熔融的金属颗粒喷射到通过SLA、SLS或LOM方法制造的原型上,生成金属薄层,然后补强背衬并除去原型后得到模具产品。目前有两种形式,即雾化喷射法(快速凝固工艺RSP)、喷涂法。当模具要求的寿命在3000件以下时,一般采用以RP原型作母模,将低熔点的熔化金属(如锌铝合金)充分雾化后以一定的速度喷射到母模的表面,形成模具型腔表面,充填背衬复合材料,制作锌铝合金软模具。 金属喷涂制模法以样模为标准,模具型腔尺寸、几何精度完全取决于样模,型腔表面及其精细花纹一次同时形成,故制模速度快,制造周期短,模具寿命长,成本低,仅为数控法加工钢模的1/3-1/5。模具表面光洁度好,工艺简单,设备要求低,比较适合于注射成型模、压铸模、板料压延模的快速制造。 2、金属喷涂制模法工序 金属喷涂制模的工序大致可分为五个步骤: (1)模型准备 模型可由许多材料制成,包括塑料、石膏、橡胶、木材等。首先建立三维模型,然后对其进行分层切片,并由快速成型机制作出样模。模型准备中最重要的是清理模型表面和涂抹脱模剂。 (2)金属喷涂模型 脱模剂干燥后,选择最佳的喷涂参数,即可开始在模具上喷涂金属,喷涂时应保证使喷枪连续运动,防止涂层过热变形,涂层厚度一般可控制在2~3mm。 (3)制作模具框架 如果模具在工作中要受到内压力或模具必须安装在成型机上工作,模具必须有骨架结构且制成的骨架应带有填料。 (4)浇注模具的填充材料 应使填充材料具有较高的热导率和较低的凝固收缩率以及较高的抗压强度和耐磨性能。一般选择的填充材料为环氧树脂与铝粉、铝颗粒等金属粉末的混合物。 (5)脱模及模具型腔表面抛光处理 脱模后要把残留在金属涂层表面的脱模剂清洗干净,然后再根据不同的需要,对模具进行抛光等后期制作。 (6)组装试模 我国数显量具行业的现状和发展趋势 当今信息技术已经成为推动科学技术和国民经济高速发展的关键技术。如何用先进的信息技术来提升、改造我国的传统制造业、实现生产力跨越式发展的战略结构调整,是装备制造业面临的一项紧迫任务。测量技术是信息化制造技术的关键和基础。数字化测量技术已经成为数字化制造技术的一个不可或缺的关键组成部分,采用适度先进的信息化数字测量技术和产品来迅速提升我国装备制造业水平,是当前一个重要的发展方向。 近年来,数显量具和数字测量仪器仪表有了较快的发展:技术水平提高,产品性能增强,品种规格丰富,满足不断发展的先进制造业的需求,成为当今测量仪器仪表的主流;先进的数字测控技术和数字数显量具量仪,集成并融合于数字制造系统,构建成先进的闭环制造系统,为“零废品”制造奠定了基础;数字化数显化的在线、在机测量技术及其量具量仪,已经成为批量生产质量保证的重要手段,它们所具有的产品质量统计功能(SPC)、生产过程分析监控及故障诊断功能及智能化,正在得到推广应用。 在数字化数显位移传感技术和产品中,当今主要有光栅、感应同步器、容栅、磁栅和球栅等。几大类产品各有优势、互为补充,在竞争中都得到不同程度的发展;而在通用数显量具方面,性价比高的容栅数显位移传感技术和产品得到最为广泛的应用。 容栅数显量具的产量大,应用广泛。各类数显卡尺、数显百分表、数显千分表、数显千分尺以及数显内、外径表等等,品种繁多,性能各异;在计算机信息技术、自动化数字测量技术快速发展的今天,数显量具在各种制造业、尤其是传统机械制造业中,正以强劲的势头替代传统的机械量具和气动量具,成为生产现场使用中占主导的先进测量器具。日本三丰、瑞士TESA和Sylvac、德国Mahr以及英国Bowers等世界著名量具制造厂商开发的数显量具技术,引领着该领域的发展趋势,数显量具产品在国外工业发达国家的制造业生产现场中已经得到推广普及;同样,在我国汽车制造业、压缩机、家电制造业等产品零部件的先进生产流水线上,数显量具也得到了很好应用。由于具有良好防水防尘性能、测量数据/图形显示和输出、测量数据统计处理分析和故障诊断等优异使用功能,同时又具有可靠的精度,适于在生产现场使用,使电子数显量具量仪成为提高机械制造精度和加工效率的重要工具和手段。 在经济全球化的今天,世界制造业的中心正逐步向亚洲和中国转移。改革开放、国民经济的快速发展,尤其是我国进入了WTO,促进了我国制造业的蓬勃发展;汽车制造业、航空制造业、家电制造业、模具制造业的发展,大大推动了我国精密数字测量控制仪器和数字数显测量与控制量具的发展。数显量具的国内外市场空间巨大,发展前景良好。尽早将我国从数显量具量仪的制造大国转变成为数显量具量仪制造强国,我国工具行业任重而道远。 2.国产数显量具的现状与发展 历届中国国际机床展览会上参展的国产数显量具产品,展示了我国机械量具电子数显化发展的历程。我国工具行业在相关电子行业、研究院所、高等院校的通力合作下,经过多年来不懈地努力,从引进、消化、吸收,直到自行研究并开发出拥有自主知识产权和专利的先进电子传感数显技术,批量生产出电子数显量具的系列产品,取得了骄人的成就。国产数显量具从前几年简单的条形液晶数字显示发展到较为复杂的面形液晶动态模拟的图像显示,容栅的分辨率从0.01mm发展到0.001mm,测量的精度和可靠性都有了显著提高。不断提高的防水防尘性能(从IP54提高到IP65,目前已可达到IP67),增强了国产数显量具的市场竞争能力。我国容栅数显卡尺近年大量出口,在国际市场已经占有了举足轻重的地位,就是一个最好的实例。 据中国机床工具工业年鉴的统计资料表明,近年来我国工具行业(包括刀具和量具量仪制造)有了长足的发展。2001年与2000年相比,工业总产值增长11.8%,销售产值增长约11.5%;2002年工业总产值同比增长20.8%,销售产值增长14.8%;2003年工业总产值同比增长16.1%,销售产值增长13.8%;2004年上半年与2003年同期相比,工业总产值增加达22.9%,销售额增长达29.4%,经济增速势头强劲。据我国数显行业分会统计和预测,“十一五”期间,容栅传感器及容栅数显量具需求量的年增长率将达到20%以上,到2010年,销售额将达到8~10亿元,发展前景十分看好。
世界机械制造工业7大发展特征 21世纪,世界机械工业进入前所未有的高速发展阶段,对比其他行业,机械工业发展具有以下特征: 地位基础化 发达国家重视装备制造业的发展,不仅在本国工业中所占比重、积累、就业、贡献均占前列,更在于装备制造业为新技术、新产品的开发和生产提供重要的物质基础,是现代化经济不可缺少的战略性产业,即使是迈进“信息化社会”的工业化国家,也无不高度重视机械制造业的发展。 经济规模化 全球化的规模生产已经成为各大跨国公司发展的主流。在不断联合重组,扩张竞争实力的同时,各大企业业纷纷加强对其主干业务的投资与研发,不断提高系统成套能力和个性化,多样化市场适应能力。 发展极不平衡 区域色彩浓重 以2003年为例,销售额名列世界前500位的企业几乎来自北美洲、亚洲、欧洲,所占比例高达99%,显示了三大洲在世界机械工业发展中无与伦比的统治地位。