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汽车与汽车模具行业发展现状与趋势

2019-04-29 09:23:00 昆山爱科曼精密机械有限公司 阅读

汽车与汽车模具行业今后会如何发展?相信每个汽车产业人都会关注,作为专业的汽车设计公司,今天爱科曼就带大家一起来看看汽车零部件模具与注塑分析。

汽车与汽车模具行业今后会如何发展?

  1886年,德国奔驰汽车公司造出了世界上第一辆汽车,标志着汽车诞生,从此改变了人类的历史。而奔驰公司作为世界生产第一辆汽车的公司,也因此闻名全球,至今已经100多年历史,依然永葆生机,技术发展强劲,已成为世界著名汽车品牌,奔驰公司也已成为世界汽车鼻祖。

德国奔驰汽车

  近年来随着互联网,房地产,金融业,服务业等行业的崛起,中国的制造业受到了前所未有的冲击。越来越多的年轻人选择远离制造业,纷纷转型其它行业。但在制造业中却有一个行业却一直引领着制造业,生机勃勃,如日中天,就像一匹奔驰的骏马-------------它就是汽车行业。在欧美发达国家,汽车工业已成为衡量一个国家工业发达与否的重要标志,也是国民工业发展的经济支柱。

全球汽车产业知名品牌

  汽车产业是世界上规模最大的产业之一,已经成为美国、日本、德国、法国等发达国家国民经济的支柱产业,具有产业关联度高、涉及面广、技术要求高、综合性强、零部件数量多、附加值大等特点,对工业结构升级和相关产业发展有很强的带动作用。 近年来全球汽车产销量基本呈现稳步增长的态势。2016 年全球汽车产销量创历史新高,产量达到 9,498万辆,销量达到9,386万辆。2009-2016年全球汽车销量的年均复合增长率为3.26%。

2009-2016年全球汽车产销量

  2017年全球汽车市场持续保持景气,销量一举突破9000万辆大关,其中中国和美国构成第一世界,日本、印度、德国、法国和英国等市场的销量也轻松超过100万辆。前十大市场份额超过全球份额四分之三,成为市场的真正统治者。

2017年全球汽车销售国别份额

  改革开放后,经过30多年的发展,中国也成为了汽车大国。在中国有一汽、二汽和广汽,上汽,北汽等等本土汽车企业,外来合资汽车品牌更是遍布全国。据统计,中国目前已经拥有汽车接近2亿辆,预计到2020年左右,中国的汽车将会超过3亿辆。

  2017年中国汽车销量达到2888万辆,这个数据排名全球第一,且已经连续9年蝉联销冠,这个数据远远超过了美国1724万辆的成绩,占据全球市场大约1/3的份额。

中国卖的最好的三款车

  从发展趋势看,未来全球汽车产量稳中有升,发达国家的汽车市场发展迅速,亚洲、南美等发展中国家集中的地区将会是需求增长的主要来源。

2016年全球汽车销量地域分布

  进入21 世纪以来,我国汽车行业虽然仍存在产业结构不合理、自主开发能力薄弱等问题,但整个行业高速发展,产业集中度不断提高,产品技术水平明显提升,中国已经成为世界汽车生产及消费大国。

  据统计,2001年中国汽车的产销量仅为200 余万辆,但在 2006 年产销量已双双突破700 万辆;2009 年中国已经成为世界第一汽车生产大国,同时中国汽车消费量占全球总消费量比例已达12%。

  近年来,我国汽车产销量稳定增长。2015年,乘用车产销量分别为2,108万辆和 2,115万辆,同比增长5.78%和7.30%。2016 年,汽车产销2,811.88万辆和 2,802.82万辆,同比增长 14.46%和13.65%,其中:乘用车产销 2,442.07万辆和2,437.69万辆,同比增长15.50%和14.93%。

2009-2016年中国汽车产销量分布

  从发展趋势看,伴随着国家政策的支持、人民生活水平的提高以及农村经济的发展,预计我国汽车行业在今后较长时间内将保持增长趋势。首先,近年来我国陆续出台了促进新能源汽车发展的一系列政策措施,将促进新能源汽车推广,新能源汽车销量将继续保持增长。其次,截至2016 年底,全国机动车保有量达 2.9 亿辆,其中汽车 1.94亿辆,相对于我国人口数量而言,仍有较大提升空间。再次,农村经济快速发展和农村道路条件的改善有利于汽车行业的发展。农村是汽车工业发展的一个巨大市场,农村经济的发展为汽车工业尤其是经济实用性车型提供了广阔的发展空间。

汽车工业

  随着电动汽车与无人驾驶技术以及新能源汽车时代的到来,节能环保与人工智能以及车联网技术在汽车行业已经越来越重要。在世界各国除传统汽车企业如奔驰宝马外,纷纷涌现出一大批新型汽车企业,如特斯拉,谷歌,苹果等,纷纷都朝着新能源,无人驾驶,汽车轻量化三大方向进军,世界各国汽车企业在这些领域都取得了一定的成果,相信不久的将来,汽车行业必将带给人类一个美好的明天。

汽车制造行业

  在中国除了有大量的自主汽车品牌外,外来合资汽车品牌也遍布全国。在新能源与无人驾驶技术以及汽车轻量化领域,中国也早已取得了一定的成就。除了传统汽车企业一汽,二汽,上汽,广汽,北汽外,也涌现了诸多新型汽车企业如百度等,在不久的将来,相信中国汽车企业将在这些领域取得突破性的进展。

新型汽车企业

  汽车工业的繁荣与高速发展,推动着多个行业的迅猛发展。在这其中,汽车行业的高速发展,首先是推动汽车零部件企业与汽车模具企业的高速发展,其次是带动了机床与刀具行业的高速发展,再次也推动了原材料行业的高速发展。

汽车产业发展推动机床与刀具行业高速发展

  在一款新车开发中,需要20000多个汽车零部件,包括钣金件,压铸件,冲压件,塑料件,电子元气件等等。在这些零部件的研发与制造过程中,需要大量的工厂与各行业的协作。在后期的销售与维护过程中,也需要大量的4S店以及各行业的协作。

数量众多的汽车零部件

  在一款新车开发中,需要20000多个汽车零部件,包括钣金件,压铸件,冲压件,塑料件,电子元气件等等。在这些零部件的研发与制造过程中,需要大量的模具与治具检具,其中对模具的需求量最大。在新车开发中,需要汽车冲压模具约1500副,塑料模具约800副。钣金模具约300副,压铸模具约100副。

大量汽车零部件模具

  汽车行业的高速发展,首先推动了汽车零部件企业与汽车模具工业的高速发展,在中国汽车主机厂附近,有超过30000家的汽车零部件厂与之配套。在中国沿海工业发达地区,有超过30000家模具企业与之配套。其中有专业的汽车模具企业与除了做汽车模具也做其它模具的企业。

汽车零部件企业与汽车模具工业的高速发展

  在178家国家重点模具骨干企业排名中,前26家为汽车五金模具企业,后150余家为汽车塑料模具企业。由此看出,在中国模具企业最广泛与最发达的是汽车塑料模具。随着新能源汽车与汽车轻量化的发展趋势,汽车塑料模具将会越来越多。

178家国家重点模具骨干企业排名

  我国目前共有模具生产企业(厂、点)超过30000家,从业人员超过1000万人,2009年模具销售额约980亿元。根据2008年我国工业普查资料,模具制造行业主营收入500万元以上企业全国共有2813个,从业人员41.22万人,工业总产值1178.35亿元(含模具及非模具产品),资产总计1206.34亿元,利税总额133.90亿元。根据海关统计,2009年我国共进口模具19.64亿美元,出口18.43亿美元。出口模具约占模具总销售额的12.8%。从模具产需情况看,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,有很大一部分依靠进口。目前模具总销售额中塑料模具占比最大,约占60%;冲压模具约占25%;铸造模具约占8%;其他各类模具共计约7%。

我国模具企业比例

  随着汽车工业的迅速发展,近年来,世界各国的汽车零部件70%从中国进口。中国本土汽车企业与合资品牌80%的汽车模具在本国购买。汽车模具由于大型,复杂,附加值高,前景好,因此近年来很多公司纷纷转型汽车模具行业,包括格力,蓝光,海信等一大批家电企业以及一大批模具企业。

塑料模具企业比例

  随着环保与节能的需要,汽车轻量化已成为世界汽车设计发展的主要潮流之一。实验证明:汽车整车质量降低10%,燃油效率可提高6%-8%。汽车整车质量每减少100公斤,百公里油耗可降低0.3-0.6升。

轻量化汽车设计

  随着塑料在汽车领域的使用量持续增长,占到了车身总质量的10%-15%,由于对汽车轻量化设计的追求,塑料在汽车领域的用量将会越来越大。在现代社会,尤其是欧美与德国的汽车主机厂,例如奔驰Smart,莲花Elisey与雷诺Espace,均采用了塑料车身。而且汽车上使用塑料的多少还成为了衡量汽车水平高低的一个重要标准。发达国家汽车的内饰件已基本实现塑料轻量化,塑料在汽车中的应用正在由内饰件向外饰件,车身与结构件发展。

汽车塑料件

  2016年10月,中国汽车工程学会发布《节能与新能源技术路线图》。路线图中指出,预计到2020年,2025年,2030年,汽车整车质量将比2015年分别减重10%,20%和35%。亚化咨询预计,未来几年汽车行业将成为塑料消费量增速最快的领域。汽车塑料用量的迅速发展,必然加快汽车轻量化进程,同时也推动汽车注塑模具行业的高速发展。

节能与新能源技术路线图

  汽车工业迅猛发展的背后是汽车模具工业的发展。特别是近年来,世界汽车模具工业的发展更是日新月异,汽车对模具的需求量也越来越大。在一款新车中,需要汽车注塑模具约800副。在汽车工业发达国家,汽车产品的市场占有率已超过60%,而且这一趋势还在持续上涨。可以说注塑模具在汽车模具占的比重最大,重要性不言而喻。

汽车模具工业的发展

  中国模具工业与国际先进水平相比,由于在理念、设计、工艺、技术、经验等方面存在差距,因此在企业的综合水平上与先进国家还是有不小差距。差距虽然正在不断缩小,但从总体来看,目前还处于向先进国家跟踪学习为主的阶段,创新不够,尚未到达信息化生产管理和创新发展阶段,只处于世界中高等水平,仍有大约10年以上的差距,其中模具加工在线测量和计算机辅助测量及企业管理的差距在15年以上。管理水平、设计理念、模具结构需要不断创新,设计制造方法、工艺方案、协作条件等需要不断更新、提高和努力创造,经验需要不断积累和沉淀,现代制造服务业需要不断发展,模具制造产业链上各个环节需要环环相扣并互相匹配。

汽车模具制造产业链上各个环节需要环环相扣并互相匹配。

  作为模具使用量最大的汽车行业,预计在今后10年将会以年均10%左右的增长速度发展,加上我国庞大的机动车保有量(2009年底为1.86亿辆,其中汽车7619.3万辆,摩托车9453万辆)所带动的维修配件市场和出口市场,我国汽车零部件也将在1.5万亿元的庞大市场基础上保持较高的增长速度,由此预计在今后10年汽车模具的年均增速不会低于10%。

汽车模具产业

  发展方向

  1)CAD/ CAE/ CAM 向智能化、可视化和协同作业方向发展

  (2)虚拟仿真技术在设计、加工、装配、成型等工序中广泛使用。

  (3)模具加工、检测设备向高精度、高效和多功能方向发展。具体表现为高速、多轴、高精度的模具加工设备的使用,日益精密、高效的检测设备和在线检测技术的使用越来越频繁。

  (4)模具材料及表面处理技术发展迅速。

  (5)模具、零件日趋大型化、精密化、复杂化。

  (6)企业管理与协同作业要求越来越严格。模具需求量不断增加、更新速度加快、质量要求越来越高、交货周期缩短,这些都给企业管理提出了更高要求。

典型的汽车零部件冲压模具

  1 )可视化、智能化的设计。

  汽车模具大部分都比较复杂,采用3D模具设计可以实现可视化设计,这样不但可以立体、直观地再现尚未加工出的模具体,真正实现CAD/CAM一体化,而且3D设计还可以解决2D设计难于解决的一些问题,诸如:干涉检查、模拟装配等。

汽车模具可视化设计

  通过CAD软件本身的功能和一些二次开发的工具,可使设计师从一些频繁、重复的绘图工作中解放出来,让设计师更专注于一些有创造性的设计工作,以提高设计师的设计效率和设计质量。

汽车模具设计

  2 )模拟仿真技术。

  如利用模流分析软件MOLDFLOW模拟产品的注塑成型过程,提前发现问题,优化模具设计,从而实现模具的制造、调试一次成功

moldflow模流分析动态演示图1
moldflow模流分析动态演示图2
moldflow模流分析动态演示图3

  3)标准化的生产方式。

  它包括经营管理、模具设计和模具制造三方面的标准化。主要体现为:

  a) 统一的数据库和文件传输格式;

  b) 充分利用和开发Internet和Intranet,实现信息的集成和数据资源的共享;

  c) 解决生产的组织、协调和专业化分工。

  这样可以解决模具单件生产效率不高的问题,使大多数的模具零件由单件生产方式转变为流水线式生产方式,以提高模具制造的质量和效率,降低模具成本。

标准化生产方式

  4)高速精密的切削技术(High Speed Machining)

  高速精密切削技术制造模具,具有切削效率高、加工精度高、表面质量好的优点,这样可以减少钳工装配、配模的工作量,从而实现以计算机前的操作逐步代替现场操作,以高精度加工代替人的手工劳动,最终达到提高模具的质量、缩短模具的制作周期,降低模具成本的目的。在某注塑模的高速铣削中,材料硬度为56-58HRC,原来采用电火花加工(EDM),每个零件需时90min,采用直径为12mm球头铣刀,主轴转速1500r/min、工作台进给1500r/min进行高速加工,加工每个零件只需5min,工效提高了18倍。

高速精密切削机床

  5)高精度的检测设备以及在线检测技术。

  汽车模具的精度要求很高,要充分运用高精度的检测设备和在线检测技术,对模具的尺寸精度进行现场控制,以何证生产出来的产品符合设计要求。

高精度的检测设备

  6)热流道技术和顺序阀热流道注塑技术

  热流道技术和顺序注塑技术的充分利用,可以提高模具的生产效率和制品的质量,同时可以大幅度节约原材料。

1556500350726935.gif热流道技术和顺序阀热流道注塑技术动态演示图2
热流道技术和顺序阀热流道注塑技术动态演示图3

  7)使用新的模具材料及模具表面处理技术。

  主要是使用易加工、抛光性好的材料,根据模具的不同要求选择使用预硬易切削钢(一般28-35HRC之间)、耐蚀钢、硬质合金钢以及时效硬化型钢等不同钢种。

  表面处理可以弥补模具材料的不足,可使用的表面处理技术除了有渗碳、渗氮、高频淬火、电镀等传统工艺外,还有物理气相沉淀技术(PVD)、化学气相沉淀技术(CVD)、镜面抛光技术等新的表面技术。

汽车模具表面处理


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