【广州国际模具展览会】家电模具的发展历程经历四个阶段

为响应及全力配合做好新型冠状病毒感染肺炎疫情防控工作，原定于2020年2月26至28日在中国进出口商品交易会展馆A区举办的广州国际模具展览会（Asiamold2020）将延期举行。新展期将另行通知，最新消息敬请关注公众号【asiamold_China】或官网：https://asiamold.gymf.com.cn。邀您关注今日新资讯：

       改革开放初期，家用电器承载了人们对美好生活的向往，是家庭物质生活水平的重要标志之一，改革开放四十年来，家电制造产业的发展经历了从不能自给自足、凭票供应，到国产化，挑战国际家电巨头，满足人们高端需求的飞速发展，使我国成为世界第一家电制造大国。

       家电模具作为家电产品的支撑工艺装备，也经历了由小到大，由弱到强的发展历程。我国家电产业无论是刚起步，还是向国际家电巨头发起挑战阶段，家电模具都肩负着开路先锋的责任。

       由于家电产品零部件大部分由模具生产，其外观形状、结构反映了模具的复杂程度，家电产品的变化取决于家电模具的研发和制造水平。家电产品外观、结构变化经历了4个阶段：第一阶段是简单外观和结构阶段；第二阶段是复杂曲面和深腔阶段；第三阶段是外观差异化阶段；第四阶段是以用户需求为中心的定制阶段。每个阶段都是通过以模具为核心的技术革命，实现了这4个阶段之间的飞越，因此，家电模具技术的发展始终围绕满足用户需求这一目标，不断突破技术和观念的禁锢，推动家电产业向前发展。

第一阶段

（a）冰箱

（b）内胆及门衬吸附模具

图1 第一阶段家电产品及模具

       第一阶段代表了家电产业发展的初级阶段，家电模具主要依赖进口。由于模具设计、制造水平的限制，家电外观主要以平面、圆角为主，便于产品结构设计、模具设计和制造。当时模具行业的技术水平与国外发达国家相比存在巨大差距，国内模具企业主要采用手工绘图，由于行业技术信息闭塞，技术人员难以获得高水平模具的技术信息，国内模具企业主要采用车铣刨磨等普通机床加工模具零件，精度差、效率低。自动化程度最高的设备主要是快走丝线切割和电火花机床，复杂模具零件的制造能力薄弱。因此市场上的家电外观基本上没有变化，如图1所示。

第二阶段

       第二阶段是以计算机辅助技术和数控加工技术软硬件换代驱动，解决复杂曲面和深腔模具研制难题的阶段。由于家电产量的日益增长，用户对家电外观造型的审美需求越来越高，表面采用曲面造型、结构深腔设计的产品受到消费者的喜爱。家电产业的升级需求对家电模具技术提出了新的要求，在改革开放历史机遇下，家电模具企业与模具发达国家和地区企业交流的机会越来越多，先进的模具技术和管理理念被引入、吸收、转化，形成我国模具企业的核心技术竞争力和管理模式，如海尔模具在成立初期，借鉴了日本与我国香港地区的模具技术和管理经验，通过与模具产业发展较早的广东、浙江等区域的企业进行协同发展，率先形成规模和技术创新能力。

（a）洗衣机

（b）数控加工中心

（c）深腔模具

图2 第二阶段家电产品与机床及深腔模具

       在此阶段，行业内领先企业率先采用CAD/CAE/CAM计算机辅助技术进行模具设计、模拟仿真、加工程序的编制。模具零件的加工大量采用数控加工机床，如数控铣、数控车加工中心、数控电火花机床、数控线切割机床等，工业软件和数控装备的应用，使企业的设计和制造能力实现了巨大的飞跃，同时，起到了很好的示范作用，推动了整个模具行业软硬件技术的升级，如图2所示。

（a）模具CAD

（b）模具CAM

（c）模具CAE

图3 模具CAD\CAM\CAE技术

       产品的复杂曲面可以通过CAD软件设计完成，模具结构设计采用CAD软件高效完成，采用CAE软件，对模具的成型工艺进行模拟仿真分析，不仅能够直观的预测成型制品的缺陷，而且可以指导零件结构的优化和模具浇注系统的设计。模具型腔复杂表面可以通过CAM软件快速编制加工程序，驱动数控加工机床自动完成加工过程，如图3所示。经过该阶段模具技术变革，家电产品外观复杂形状、深腔结构造成的成型难度大、模具结构复杂、注射周期长等难题得到有效解决，促使家电产品外观和结构设计进入繁荣时期，各大品牌的家电企业推出造型各异的新产品，实现了我国主要家电产品的国产化。

       此阶段，模具企业的信息化管理技术开始萌芽。由于行业骨干企业的规模越来越多，传统的管理方式无法满足模具大规模、离散型制造的需求，行业龙头骨干企业开始运用信息化系统进行企业管理，企业内部成立专业的信息化推进部门，使企业管理水平大幅度提升。

第三阶段

       第三阶段是以新材料、新工艺、新技术推动的外观差异化阶段。该阶段初期，日本、韩国、欧美等家电企业在高端家电领域保持着领先地位，面向家电产品的新材料、新工艺、新技术（简称三新），大量应用在高端家电产品上，满足了用户的差异化需求，其中，有代表性的模具技术，如高光免喷涂、双色双物料注射、模内转印等，被日本、韩国、欧美的家电企业长期垄断，如韩国家电龙头企业把双色双物料注射技术应用到平板电视产品上，靓丽的外观品质使该品牌彩电的销量称雄国际市场，同时，其与注塑装备制造商签订了竞业协议，实现在家电领域的技术垄断。

       该阶段，中国家电模具技术经过近10年的快速发展，行业大型骨干企业的模具设计、制造能力已接近国际发达国家水平，有些方面还实现了超越，如设计标准与知识数据库的开发、复杂结构模具设计与加工等，但总体来看，家电模具技术水平与发达国家差距主要集中在三新技术的研发和应用方面，这也是我国家电产业实现超越的关键。

（a）双色饰条技术的高端冰箱

（b）双色饰条技术的成套解决方案

图4 第三阶段的家电产品与三新技术

       为了打造家电模具的国际竞争力，部分行业大型骨干企业把战略重点聚焦到三新技术的研发和应用上。如海尔模具成立了模具技术研究所，进行三新技术的研究、开发、应用，同时，在模具行业开展产学研合作，加强技术交流和示范，不仅形成了企业的核心竞争力，还推动了行业的技术进步。在此阶段，海尔模具掌握了高光免喷涂、大型双色注射、模内转印、大型叠层模具等10余项模具的三新技术，并在海尔家电产品上推广应用，支持了海尔创全球家电第一品牌的战略，如图4所示。

       从两年一度的中国模具工业协会的“精模奖”获奖榜单上可以看出，高光免喷涂、叠层注射、双色双物料注射、彩板冲压等三新模具技术实现首次上榜，而且很多技术在下一届评奖时实现了迭代升级。

       该阶段，随着信息化系统的国产化，技术日益成熟，同时，骨干模具企业的信息化管理起到良好的示范作用，家电模具行业信息化技术在规模以上企业得到全面推广，行业的管理水平大幅度提高，如图5所示。

第四阶段

       第四阶段是以模具智能制造和产业生态互联协同为导向的用户需求定制阶段。互联网时代，家电产业进入产品定制时代，用户不再满足产品的使用体验，而是希望自己个性化需求被关注、采纳，体现在自己购买的产品上，实现对产品的最佳体验。因此家电产品用户个性化定制对家电模具技术又提出了新的挑战。

（a）转印定制的空调挂机

图6 用户需求定制技术

       模具转印定制技术能够满足产品外观图案的个性化需求，膜片印刷的图案可以来源于用户的照片和指定的图案，通过模具转印到产品外观零件表面，用户所购买的就是自己专属家电产品。同时该技术实现1副模具生产多种外观的产品，减少了模具数量，实现产品快速迭代。模具转印定制技术是膜片制造、印刷、自动送膜、模具结构、注射等多个专业技术的集成，产业化需要产业生态的协同制造才能实现。增材制造技术的产业化也需要产业生态互联协同来实现。增材制造技术的快速发展使产品的小批量制造成本大幅降低，产品的表面质量也有了较大的进步，在将来，用户会体验到自己创意的“3D打印”家电产品。金属增材制造技术应用在模具零件的制造领域，实现了中小型模具零件的随形冷却，解决了制件热点部位难冷却造成的变形问题，能够满足产品功能定制的需求，具有广阔的市场前景，如图6所示。

文章来源：模具工业

图片来源：模具工业

作者：张磊

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