世界十大顶尖模具（机器之母）技术强国

　　“机器之母”。中国模具权威人士认为：模具是印钞机；美国工业界认为：模具工业是美国工业的基石。德国认为：模具是金属加工业的帝王；新加坡认为：模具工业是十分重要的磁力工业；欧盟很多国家认为：模具就是黄金。可见，模具工业是一个国家和地区产品制造水平的十分重要的指标。值得一提的是，中国曾在1989年的产业政策中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位！

　　日本模具工业一直保持着全球第一模具大国和模具强国的地位，日本的模具产能曾经约占全球的40%，位居世界第一位，每年向国外出口大量模具。日本模具前五大进口国家及其进口占有率分别为：韩国(59.8%)、中国(18.4%)、泰国(4.3%)及美国(2.8%)等。日本拥有享誉世界的三菱综合材料、住友电工、东芝Tungaloy、Dijet、日立工具、日本钨业、富士模具等大型硬质合金工具厂家。另外，日本模具厂商在技术上较重视抛光与研磨加工制程，德国模具厂商则由提高机械加工与放电加工的精度与效率着手，以降低手工加工的时间。

　　值得一提的是，日本除了在很多领域把控着全球模具的核心技术，也掌握着产业链中利润最丰厚的环节，给大部分全球其他市场的合资厂只留有组装环节的利润，事实上，日本“产业立国”的经济模式是值得学习的。值得一提的是，日本已经提出的模具发展方向主要6个方面：尽可能多地采用高新技术，提升数字化、信息化水平；开拓模具使用新领域，如各种新能源、新材料和医疗、航天等领域；延伸模具产业链；开展多元化经营；更新知识；搞好开发和产学研结合。

　　在政府层面，日本经济产业省已组织了“素形材技术战略研讨委员会”，并印发了属于指南性质的《素形材技术战略》。实施这个技术战略的目标很明确，就是“通过掌握素形材重要技术，来把握世界制造业的生命线”。

　　日本大约有10000家模具企业。以工作人员数量划分：工作人员数量在20人以下约占91%，其余为9%，这个数字可谓相当吓人。但是也可以看出其模具企业规模普片不大，主要优势是集中且单一配套、合作。以汽车为例，一辆完整的汽车需要约8000个冲压件，让每个模具厂分摊几个固定零件。实现“精、集中单一化”以降低成本。日本人均年产能约为120万人民币。

　　由于中国、韩国模具的快速崛起，凭借价格优势对日本造成了很大冲击，尤其在中低档技能含量的模具巿场上更已成为日本中小模具企业的主要竞赛对手。因此，日本模具企业开始致力于高档模具的出产和技能升级，以避开价格竞赛。即以小而精、小而专的技能积累作为竞赛力的源泉，促使中小模具企业不断创新，营建可持续开展的环境。日本许多模具厂家都在活跃扩展设备出资。在加工方面，大量选用无人看管的加工单元，或许通过计算机进行联机操控。模具的技能开发主要向高精度、高速度、长寿命、复杂、大型、一体化和高性能诸方面开展。

　　德国是模具制造公认的强国。德国是欧洲最早从事模具生产的国家之一，其模具制造技术、模具质量受到全球使用者的肯定，在全球享有盛名，是全球最重要的高端模具供应国之一。德国模具制造厂商形成了一个共识：即全行业必须协调一致，群策群力，技术创新，取长补短，共同进步，发挥好整体优势，才能取得行业的成功。为适应当今新产品快速发展的需求，在德国不仅大公司建立了新的开发中心，而且许多中小企业也都这样做，主动为客户做研发工作。

　　德国在研究方面德国始终十分重视，成为德国在全球市场上保持不败的重要基础。在激烈竞争中，德国模具行业多年保持住了在国际市场中的强势地位，其出口率一直稳定在33%左右。根据德国机械工厂制造协会(VDMA)资料显示其模具厂商数约5000家左右，但该国模具产业结构仍以中小型企业为主：20人以下占80%，20-100人占19%，100人以上占1%。

　　德国尤其在机械、制作领域一直是处于全球技术的顶端行列，其设备都是十分先进的。由于其模具行业发展较早，所以技术也是相当的先进。德国人均年产能约为200万人民币。

　　德国模具企业有一个共同准守的准则：“协调一致、群策群力、技术创新、取长补短、共同进步、发挥好整体优势、共同取得行业龙头”德国如此相互协作可以说世界上很少有几家公司能完全做到。这也是德国工业发展的强大的重要基础。

　　德国一向以十分精湛的加工技艺和出产精密机械、工具而著称全球，其模具业充分体现了这一突出特点。德国模具制造厂商在全行业必须协调一致，群策群力，挖掘开发潜力，共同发扬创新精神，共同技术进步，取长补短，发挥好整体优势，才能取得行业的成功的共识之下，在德国不仅大公司建立了新的开发中心，而且许多中小企业也都这样做，主动为客户做研发工作。在研究方面德国始终十分活跃，成为其在国际市场上保持不败的重要基础。

　　据德国工、模具行业组织——德国机械制造商联合会(VDMA)工模具协会统计，德国90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90%。

　　中国模具制造业全世界占有重要的一席之地，但由于起步晚因此技术水平相对于西方发达国家存在差距。尤其是与全世界模具核心技术国家相比。值得一提的是，中国的模具与美、日、德、韩、意齐名，基本上分割了世界模具市场的大蛋糕，但是我们不是因为核心技术，依靠物美价廉冲。从模具人均产值比较，日本模具是120万元，美国模具是127万元，德国模具是200万元，也就是说模具人均产值美国、德国是我们的5-9倍。

　　我国大约有大小30000家模具企业，这些企业在中国占有5%、中外合资占10%、其余都是企业。而就工作人员来进行统计，保守估计从业人员超过100万。

　　据国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长分析，未来十年，中国模具工业的发展趋势是：模具产品向着大型、精密、复杂、经济、快速的方向发展；模具的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短；模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展；模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。

　　众所周知，模具是“机器之母”。而汽车模具是制造汽车的“先行官”。汽车模具按功能分类，可分为冲压模具、注塑模具等五大类。作为冷冲模的轿车车身大型覆盖件模具，是汽车模具中最具标志性的工艺装备产品。由于车身大型外覆盖件模具的制造工艺技术复杂，尺寸和表面精度要求高，且要求五轴高速加工中心等高精尖的数控设备，因此，长期以来，其制造技术被跨国专业公司所掌控。

　　值得一提的是，近十几年来中国的模具制造技术有了质的飞跃，模具行业从小到大，迅速崛起成为全球模具制造大国，尤其是随着中国汽车工业的发展，自主品牌向中高端进军，新能源汽车兴起，市场给我们提出了新的需求，要求我们从低端模具迈向高端模具，从模具大国迈向模具强国，实现中国模具的第二次腾飞。值得一提的是，中国、美国、日本、德国、韩国、意大利这六大模具制造国的模具产值占居全球的绝对地位，中国的模具产值是世界之最。

　　中国模具工业协会曾经从市场规模、竞争力和发展潜力等维度对世界20个主要模具制造国进行对比分析，并将前述 20 个国家分为四组，分别为“全明星”（德国、日本、韩国、美国、中国）、 “知名”（瑞士、加拿大、奥地利、意大利、西班牙）、 “新星”（葡萄牙、捷克、波兰、土耳其）、 “菜鸟”（墨西哥、南非、印度、巴西、印尼、越南）。

　　中国模具的设计和制造水平有了快速提高，尤其是CAD／CAE／CAM等计算机辅助技术、高速加工技术、热流道技术、气辅技术、逆向工程等新技术得到广泛应用，复合材料冲压模具技术、双物料整体注塑模具技术、高光模具技术已有应用。模具大国地位已获得世界公认。

　　中国已能生产精度达到2微米的多工位级进模，寿命可达3亿冲次以上。个别企业生产的多工位级进模已可在2000次／分的高速冲床上使用，精度可达1微米。

　　中国在大型塑料模具方面，中国已能生产43英寸大屏幕彩电和65英寸背投式电视的塑壳模具、10公斤大容量洗衣机全套塑料件模具以及汽车保险杠、整体仪表板等塑料模具等。

　　中国在精密塑料模具方面，中国已能生产照相机和手机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及精度达5微米的7800腔塑封模具等。

　　中国在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模、汽车后桥齿轮箱压铸模以及汽车发动机壳体的铸造模具等。

　　中国的子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出成形模、精铸或树脂快速成形拉延模等，也已达到相当高的水平，制造出来的模具可与进口模具媲美。

　　美国是全球模具制造强国，产业世界模具领域第一阵容。美国现大约8000家模具企业，15人以下占60%，15-50人占30%。由于工业化的高度发展，美国模具业早已成为成熟的高技术产业，因此处于世界前列。值得一提的是，美国模具专业化分工十分明确，每个模具厂都有自己的突出优势产品，基本都是专攻一路。比如美国Synergis模具厂，专门精于做底盘副车架类模具，做级进模和多工位模具。

　　据调查，美国目前约有8000家模具企业。，90%以上为少于50人的小型企业，以工作人员数量划分：工作人员数量在15人以下约占60%，工作人员数量在15-50人约占30%，剩下企业综合为10%。虽然人少，但是其先进的设备及管理机制与自动化生产。据调查，其模具行业人均生产价值在150万人民币以上。

　　值得一提的是，美国模具钢已实现标准化生产供应，模具设计制造普遍应用CAD/CAE/CAM技术，加工工艺、检验检测配套了先进设备，大型、复杂、精密、长寿命、高性能模具的发展达到全球领先水平。

　　（1）人员精简：美国模具企业大多数规模不大，员工人数超过百人的较少，模具企业人数一般都在20～50人。企业各类人员的配置十分精简，一专多能，一人多职，企业内部根本看不到闲人。

　　（2）产品专业化+定位准。美国大多数模具厂都是围绕汽车、电子等产业对各类模具的需求，确定自己的产品定位和市场定位。为了在市场竞争中求生存、求发展，每个模具厂家都有自己的独特优势技术和产品，并都采取专业化的生产方式。

　　（3）采用先进的管理信息系统+集成化管理。美国的模具企业，尤其是规模较大的模具企业，基本上实现了计算机管理。从生产计划、工艺制定，到质检、库存、统计等，普遍使用了计算机，公司内各部门可通过计算机网络共享信息。

　　（4）工艺管理十分先进+标准化程度非常高。美国模具生产厂家是靠先进的工艺设备和工艺路线确保零件精度和生产进度。欧美模具企业的先进技术和先进管理，使其生产的大型、精密、复杂模具，对促进汽车、电子、通讯、家电等产业的发展起了极其重要的作用。

　　比如美国福特汽车模具工厂，它加工的侧围模具，制造周期只用8周。这在很多人看来简直是奇迹，但美国人做到了。模具前期的工艺、设计不在模具厂，在研发部门，模具厂只负责从泡沫模型开始的制造过程。由于前期工作做得好，加工中很少改动，这就给模具制造节省了不少时间。模具厂加工出泡沫型送铸造，铸件回来开始数控加工，由于是多工作台自动转换，24小时不停机，加工效率非常高。而且由于前期工作如回弹、变形等考虑得比较细致，再加上精算技术，所以加工出来的模具直接上压机调试，首件合格率就可以达到85-90%，可见美国专业化加工技术是非常高的。

　　意大利模具企业的生产技术水平在国际上是一流水平。据中国的国际模具及五金塑胶产业供应商协会常务秘书长介绍，将高新技术应用于模具设计与制造，已成为意大利快速制造优质模具的有力保证。值得一提的是，在意大利模具企业采用CAD/CAE/CAM、高速切削加工技术、快速成型技术与快速制模技术已成为十分普遍应用的技术。下面重点介绍一下：

　　1、CAD/CAE/CAM的广泛应用：显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性。在CAD的应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前3D设计已达到了70%～89%。PRO/E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。应用这些软件不仅可完成2D设计，同时可获得3D 模型，为NC编程和CAD/CAM的集成提供了保证。应用3D设计，还可以在设计时进行装配干涉的检查，保证设计和工艺的合理性。数控机床的普遍应用，保证了模具零件的加工精度和质量。如果30～50人的模具企业，一般拥有数控机床十多台。经过数控机床加工的零件可直接进行装配，使装配钳工的人数大大减少。CAE技术在意大利已十分成熟。尤其在注射模设计中应用CAE分析软件，模拟塑料的冲模过程，分析冷却过程，预测成型过程中可能发生的缺陷。在冲模设计中应用CAE软件，模拟金属变形过程，分析应力应变的分布，预测破裂、起皱和回弹等缺陷。CAE技术在模具设计中的作用越来越大，意大利COMAU公司应用 CAE技术后，试模时间减少了50%以上。

　　2、意大利模具企业为缩短制模周期、提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术。高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术，其加工效率比传统的切削工艺要高几倍，甚至十几倍。值得一提的是，意大利模具企业在生产中广泛应用数控高速铣，三轴联动，甚至是五轴联动，转数一般在1.5万~3万r/min。采用高速铣削技术，可大大缩短制模时间。经高速铣削精加工后的模具型面，仅需略加抛光便可使用，节省了大量修磨、抛光的时间。意大利模具企业十分重视技术进步和设备更新。设备折旧期限一般为4~5年。增加数控高速铣床，是模具企业设备投资的重点之一。

　　3、意大利的快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用。由于市场竞争日益激烈，产品更新换代不断加快，快速成型和快速制模技术应运而生，并迅速获得普遍应用。

　　值得一提的是，意大利塑料橡胶加工机械和模具制造行业曾经是意大利机械制造联盟10个专用机械制造行业之一，重要的是，曾拥有500 余项欧洲专利，专业化程度非常高，技术领先，产品十分多样，同时为客户提供各种增值服务。据介绍，意大利的模具企业，人均年销售额在10万美元以上。意大利塑料橡胶加工机械和模具制造行业的产值占到机械制造联盟10个行业总产值的16.5%。

　　意大利模具企业在全球拥有十分先进技术和先进管理，使其生产的大型、精密、复杂模具，对促进汽车、电子、通讯、家电等产业的发展起了极其重要的作用。

　　韩国是依靠高科技发展的经济强国。早在70年代以来，韩国由于持续高速增长，人均国民生产总值从1962年的87美元增至1996年的10548美元，创造了汉江奇迹。1996年加入经济合作与发展组织（OECD），同年成为世界贸易组织（WTO）创始国之一。

　　韩国造船、汽车、电子、钢铁、纺织等产业产量均进入世界前10名。半导体销售额居世界第1位，粗钢产量居世界第6位。内存、液晶显示器及等离子显示屏等平面显示装置和移动电话都在世界市场中具领导地位。工业机器人保有量居世界第三位。早在2013年，韩国制造业机器人出厂台数已排名世界第4位。

　　从2014年，韩国推出了制造业创新3.0战略，大力发展无人机、智能汽车、机器人、智能可穿戴设备、智能医疗等13个新兴动力产业。韩国将在2020年之前打造10000个智能制造工厂，将全国1/3的雇佣工人人数超过20人的工厂都改造为智能工厂。据韩国政府预期，通过实施制造业创新3.0战略，计划到2024年韩国制造业出口额将达到1万亿美元，制造业竞争力进入全球前4名。

　　韩国产业全球模具领域的第一阵容，韩国模具加工业，几乎每一家工厂都是专业工厂。值得一提的是，韩国把新技术的引进和使用被放在十分重要的地位。韩国2012年的模具生产额约100意美元，接近日本，而其中四分之一出口到日本、中国、美国等地。

　　值得一提的是，韩国全球领先的摩托车模具加工未来发展趋势是无图化和网络化的加工模式。模具开发也从仿形加工过渡到完全数控,如PRO/ENGINEER软件进行三维实体造型、模具设计和数控编程加工,使模具快速高品质的开发变为现实。

　　新加坡是一个只有300万人口的小国，新加坡政府十分重视和支持精密模具的发展，出台了很多重要的政策，目的是使模具工业能够得到快速增长，为了促进了新加坡经济的快速发展。新加坡拥有各种类型模具以及精密加工相关企业超过1000多家，模具年产值曾经超过45亿人民币，新加坡模具加工业在亚洲模具业中有着相当重要的影响力和作用。

　　值得一提的是，新加坡的模具企业中上市的有10多家。新加坡65%以上企业生产的模具都是为IT电子相关产业配套的，尽管生产的模具不是大型的，但都是高精密、高水平的模具。新加坡模具企业主要集中在半导体框架/封装模具、五金冲压模具、塑胶模具、硅橡胶模具等领域。

　　瑞士国土面积仅4.1万平方公里，人口850万（2018年），但经济体量在全球却是大象级别，瑞士有21家世界500强企业（2019）。并且常年全球“霸榜”，其涉及金融、医药、零售、工业制造等。

　　瑞士制造意味着品牌及品质，不但涵盖着精密的技术，又不负审美需求。从闻名遐迩的的瑞士手表、瑞士军刀到精密仪器，精准是这些物品的特质。与德国制造相比，瑞士人经常开玩笑说，瑞士就是比德国制造贵那么一点点，但是更精准一点点，这也从侧面反映出了瑞士制造的独特之处。

　　1901年至今，瑞士诞生了24名诺贝尔奖得主，根据总人口数平均下来，瑞士是全球人均诺贝尔奖得主最多的国家。其中著名的苏黎世联邦理工（ETH）大学是爱因斯坦的母校，诞生过32个诺奖获得者。

　　瑞士十分注重创新，在全球20大创新经济体中，连续8年全球创新指数排名独占鳌头，在瑞士平均每1000人中就有11.2人是科研人员，瑞士的研发支出约占GDP的2.9%。

　　2019年12月11日，由世界品牌实验室（World Brand Lab）编制的2019年度“世界品牌500强”排行榜在美国纽约揭晓。此次排行榜入选国家共计29个。从品牌数量的国家分布看，瑞士有21个品牌入选。

　　瑞士机电金属行业是瑞士工业的主体，纺织机械、印刷设备、包装机械、精密工具、涡轮机等产品的产量排在世界前列

　　瑞士模具经过25年经营已发展成为瑞士最重要的模具制造公司之一。比如瑞士的面积公司专门从事压铸模和塑料零件模的制造。在注射工艺方面，发展了AWM型热浇道注射系统瑞士。公司生产的模具主要是用于制造卡式盒子,如音乐、录象、电影、彩色胶带盒等,以及其他大批量生产的高精密零件,比如电子工业用的接插件等。其产品的百分之九十以上出口到世界各国。

　　值得一提的是，瑞士的模具生产技术模具生产技术水平较高,零件表面光洁度高、合模间隙小,大型压铸模多采用液压抽芯。生产效率高,平均每人每年制造型模(压铸模或注塑模)5～8副，高于很多国家，模具寿命长,瑞士布勒公司的缝纫机机身压铸模寿命曾经达到7～8万次,瑞士采用制造模具用的主要设备是数控机床。值得一提的是，瑞士曾经在全球十大面积中，公司数量占比达到40%

　　瑞士模具巨头SCHTTLI：SCHTTLI 是瑞士一家全球性的模具制造企业，其在全球研发和生产高精密和高效模具并擅长MED、CAP和PAC领域，在2013年赫斯基注塑系统完成对SCHTTLI的收购。SCHTTLI 一直专注于医疗应用领域的模具开发制造技术，包括注射器，输液/输血产品，诊断系统等。

　　瑞士模具巨头FOSTAG：瑞士模具制造商FOSTAG以薄壁技术和采血管技术闻名全球。其在各种模内贴标 (IML - In Mould Labeling) 领域掌握了专门的技术诀窍。 FOSTAG 模具的效率在于快速的循环时间和长的使用寿命。

　　瑞士模具巨头KEBO：Kebo 公司成立于1979年，目前仍然自主开发热流道用于其多腔高质量模具，公司业务80%集中的医疗耗材和医疗相关的模具，20%包装类模具，其核心的热流道技术，使其实现更紧凑的模具设计，其交付客户的模具包括128+128叠模，以及192型腔的模具，其模块化的设计可以实现灵活的备件更换，模具和热流道部件100%可更换。

　　瑞士模具巨头TANNER：TANNER是全球移液管吸头领导者。自动化设备制造商HEKUMA公司所采用的是TANNER 4/6/8 系列模块。Tanner的高性能注塑模具被用于生产全球高品质的塑料制品，在精度，稳定性及经济性方面都占一席之位。用于 1000ul 吸管头的 64 腔热流道注塑模具。其侧浇术,成型时间约5秒。独特的4/6/8 系列模块：模具结构非常紧凑，方便操作。而每个腔体模块都嵌有浇口零件，整个模块可以直接在分模面上进行安装和拆除，同时模块花设计实现了最佳的冷却回路。

　　奥地利是全球重要的模具制造强国，奥地利很多的模具企业制造水平非常高。奥地利的模具厂尽管没有实现全自动化的模具制造水准，但奥地利的模具制造过程全部使用了统一的基准夹具，没有人工校表环节，一些重复的生产使用了机械手或者机器人，奥地利模具的高端设备在车间也是标准配置，尤其是整洁明亮的车间环境，以及工人精神面貌中流露出来的工匠自信等方面都反应了奥地利模具产业的高度。

　　奥地利拥有全球顶尖的模具企业巨头，比如全球十大顶尖模具局巨头的奥地利K.T.W是瓶盖全球模具制造领先制造商，曾经在2011年被赫斯基收购，KTW模具提供创新技术解决方案包括：多组件技术，模内装配和模内闭合，立方体、单面或叠模设计，独特的EASYcube技术提供行业领先的可靠性，具有灵活性以及与同类专业瓶盖产品的兼容性。

　　法国是工业发达的欧洲国家，欧洲是世界上模具工业最发达的地区之一，法国注塑模具的标准是ROUBARDIN标准，著名的德国HASCO标准在法国也有采用。众所周知，欧洲的模具具有高效，精密和长寿命的优势，而决定模具可靠性的最重要的因素除了模具设计和模具保养外，还取决于模具钢材和热处理方法以及模具的加工工艺。

　　法国模具的特点是全自动成型，比如法国在细分行业的模具，尽可能采用热流道(热嘴)进胶，或者潜水，香蕉(牛角)入水，所有水口都必须自动切断,自动掉落。根据制品的尺寸和结构特点，法国模具采用1出8的设计，进胶方式为潜水口在制品侧面进胶，开模时能够自动分离。所有模具避免普通大水口进胶，靠人工后加工剪除水口才能实现水口与产品分离这样，一来因为人力成本高，人工后加工剪除水口差异性大，人工剪除水口要用水口钳或者刀，胶件易刮伤而产生不良，人也易受伤易疲劳。因而人工剪切水口料是不符合客人理念的。

　　法国拥有全球顶尖的模具巨头。比如法国的PLASTISUD作为全球领先的高性能、高精密及高腔位模具供应商，主要为客户提供针对饮料 瓶盖、医疗部件（如培养皿、促动器和喷雾器等) 及包装领域（如薄壁容器和模内贴标应用等）等应用的快速、高性能和高腔位的模具。

　　在高腔位瓶盖模具方面，PLASTISUD是唯一一家能够生产144腔瓶盖模具并投入商业应用的公司，其运行在客户工厂的144腔 29/25矿泉水瓶盖模具，成型周期仅为2.8s，产能约为3000个瓶盖/min。CSD应用上的144腔模具生产2.8g的1810瓶盖，周期也仅为 4.5s, 其产能为1920个瓶盖/min。