中國(guó)橡膠網(wǎng)訊 輪胎模具是輪胎制造過(guò)程中的關(guān)鍵工藝裝備，模具的質(zhì)量和精度對(duì)輪胎的外觀、質(zhì)量、使用壽命及行駛的安全性、舒適性等都有著非常重要的決定性作用。目前，我國(guó)輪胎模具工業(yè)發(fā)展迅速，專(zhuān)業(yè)的輪胎模具廠家在技術(shù)水平、裝備水平、管理水平等方面都呈快速提升狀態(tài)。
在2000年以后，隨著輪胎模具行業(yè)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，我國(guó)的子午線輪胎模具不再大量從德國(guó)、意大利和美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)口，而且完全能夠滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)輪胎廠家的質(zhì)量和數(shù)量要求。從2004年開(kāi)始，我國(guó)的子午線輪胎模具不僅完全替代了進(jìn)口產(chǎn)品，而且還遠(yuǎn)銷(xiāo)海外。
目前歐洲輪胎的子午化率已達(dá)100%，美國(guó)已達(dá)90%以上，日本也接近90%。而我國(guó)2005年只有57.4%，2008年就已經(jīng)達(dá)到75.2%，2012年更是達(dá)到88%。《輪胎產(chǎn)業(yè)政策》明確提出，鼓勵(lì)發(fā)展安全、節(jié)能、環(huán)保的高性能子午線輪胎，巨型工程子午線輪胎，寬斷面、扁平化的乘用子午線輪胎以及無(wú)內(nèi)胎載重子午線輪胎。所以，2015年我國(guó)乘用車(chē)胎子午化率預(yù)計(jì)要達(dá)到100%，輕型載重車(chē)胎子午化率達(dá)85%，載重車(chē)胎子午化率達(dá)90%。輪胎子午化率提升，意味著對(duì)輪胎模具質(zhì)量要求的提升和技術(shù)創(chuàng)新的提升。
一、我國(guó)汽車(chē)輪胎模具行業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀分析
汽車(chē)輪胎模具行業(yè)發(fā)展到今天，已經(jīng)從主要依靠進(jìn)口發(fā)展到基本國(guó)產(chǎn)化，甚至相當(dāng)一部分模具出口到歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，模具結(jié)構(gòu)已經(jīng)從兩半模發(fā)展到活絡(luò)模，零部件從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，模具材料從鑄鐵到鋼質(zhì)和鋁質(zhì)，模具制造工藝從手工、普通機(jī)械加工發(fā)展到高速精密的數(shù)控加工。依靠技術(shù)改造和技術(shù)創(chuàng)新，新的技術(shù)、工藝、產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，使輪胎模具企業(yè)加快了向高新技術(shù)企業(yè)邁進(jìn)的步伐。
首先是模具設(shè)計(jì)方面，為了提高輪胎模具的工作性能和使用壽命，為輪胎企業(yè)提供更優(yōu)質(zhì)、更經(jīng)濟(jì)的輪胎模具，模具行業(yè)不斷在設(shè)計(jì)軟件上狠下工夫、加大成本投入，購(gòu)買(mǎi)先進(jìn)高效的設(shè)計(jì)軟件，以達(dá)到提高設(shè)計(jì)效率、提高設(shè)計(jì)精度、減少設(shè)計(jì)差錯(cuò)的目的。
其次是制造過(guò)程，傳統(tǒng)的手工加工工藝已逐漸被EDM工藝代替。目前全國(guó)大多數(shù)輪胎模具采用EDM加工模具，并得到世界著名輪胎制造商的認(rèn)可。數(shù)字化加工系統(tǒng)在輪胎模具加工上的應(yīng)用，雖然能很好地保證模具的高精度和高檔次，但是由于投入成本較高，一般規(guī)模的企業(yè)基本上是望而卻步。然而，隨著高性能輪胎的發(fā)展，輪胎制造商對(duì)輪胎模具精度和檔次提出了非常高的要求，因此輪胎模具的數(shù)字化制造發(fā)展是行業(yè)的一個(gè)總發(fā)展趨勢(shì)。這種加工技術(shù)使模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得更快捷、更方便，使模具的質(zhì)量更可靠、交貨周期更短，使企業(yè)更能夠快速響應(yīng)市場(chǎng)的變化，大大增強(qiáng)了競(jìng)爭(zhēng)能力。
二、我國(guó)輪胎模具行業(yè)水平及國(guó)外行業(yè)水平的主要差距
近幾年，我國(guó)汽車(chē)輪胎模具發(fā)展非常迅速，在國(guó)際市場(chǎng)上存在著較大的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，特別是中低檔模具。由于我國(guó)低廉的優(yōu)質(zhì)勞動(dòng)力資源、較好的技術(shù)基礎(chǔ)和基礎(chǔ)配套設(shè)施，到中國(guó)來(lái)采購(gòu)輪胎模具的跨國(guó)公司越來(lái)越多。目前，世界輪胎排名前10名的輪胎巨頭大都已在中國(guó)訂購(gòu)輪胎模具，這對(duì)我國(guó)輪胎模具行業(yè)而言是一種肯定。中國(guó)的輪胎模具生產(chǎn)企業(yè)雖然發(fā)展很快，但水平和規(guī)模懸殊，即使是走在前列的企業(yè)，與國(guó)外同類(lèi)企業(yè)，特別是歐美日韓等國(guó)家的企業(yè)，還有較大差距，缺乏國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
1.國(guó)內(nèi)模具生產(chǎn)廠家的技術(shù)水平、工藝條件、裝備水平參差不齊。
2.產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)構(gòu)不合理。國(guó)內(nèi)中低檔模具生產(chǎn)能力出現(xiàn)嚴(yán)重過(guò)剩，加上各企業(yè)為了接到更多的加工訂單而相互排擠，互相壓價(jià)，惡性的競(jìng)爭(zhēng)直接影響到行業(yè)的健康發(fā)展。而市場(chǎng)上急需的高檔模具、高新技術(shù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)水平一直以來(lái)得不到全面提高，很多模具廠的產(chǎn)品質(zhì)量和售后服務(wù)跟不上市場(chǎng)的要求。
3.管理手段落后。我國(guó)的輪胎模具企業(yè)的管理水平比較落后，部分模具企業(yè)基本上是作坊式管理，能真正實(shí)現(xiàn)模具市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化、專(zhuān)業(yè)化程度不高，產(chǎn)品定位不準(zhǔn)，輪胎模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低，我國(guó)的模具標(biāo)準(zhǔn)化工作起步較晚，標(biāo)準(zhǔn)件的生產(chǎn)、銷(xiāo)售、推廣和應(yīng)用工作也相對(duì)落后。標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)方便于產(chǎn)品的互換，同時(shí)也能縮短模具的加工周期，使模具的加工質(zhì)量和成本等方面能夠更好地得到控制。
4.加工設(shè)備數(shù)控化程度不足。相當(dāng)一部分輪胎模具企業(yè)的加工設(shè)備相對(duì)落后，其數(shù)控化率低。只有少數(shù)企業(yè)的加工設(shè)備能達(dá)到初具規(guī)模的數(shù)控化。與國(guó)際上先進(jìn)企業(yè)的輪胎模具比較，我國(guó)的輪胎模具加工裝備數(shù)控化普及率低得多，因此輪胎模具加工質(zhì)量總體上不如這些先進(jìn)企業(yè)的，主要表現(xiàn)在尺寸精度和表面質(zhì)量等方面。
5.產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新能力低。在行業(yè)里，大部分企業(yè)還沒(méi)有建立完善且具針對(duì)性的研發(fā)體系和機(jī)制，對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)不重視，這嚴(yán)重地制約了行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。
6.國(guó)內(nèi)的原材料特別是鋼材、鋁合金材料，其性能始終不如日本、歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，很多小規(guī)模的模具制造廠家其模具用材幾乎全部采用國(guó)產(chǎn)的，包括易損易耗零部件，而排在行業(yè)前面幾家的模具制造商，也有相當(dāng)部分鋼材都是采用國(guó)產(chǎn)的，模具使用一段時(shí)間后容易生銹，必須依靠可靠的表面處理方法來(lái)保證模具的外觀質(zhì)量，因此在某些程度上影響了國(guó)產(chǎn)模具的形象。
三、輪胎模具技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)
1.模具加工信息化、集成化、柔性化、智能化
目前，國(guó)內(nèi)外其它模具產(chǎn)品的制造廠家正在加快模具制造信息化建設(shè)，由于輪胎模具比較特殊，因此行業(yè)在信息化建設(shè)方面表現(xiàn)得相當(dāng)遲緩及落后。本行業(yè)想要加快信息化、集成化、柔性化、智能化等方面的建設(shè)就需要我們充分認(rèn)識(shí)好這些先進(jìn)的理念。簡(jiǎn)單地說(shuō)，信息化不是簡(jiǎn)單地用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)舊的技術(shù)管理邏輯，不要期望將IT系統(tǒng)套用在傳統(tǒng)的管理模式之上就會(huì)產(chǎn)生期望的功效，而是需要通過(guò)信息化帶動(dòng)企業(yè)技術(shù)的管理和創(chuàng)新，將信息技術(shù)融入到企業(yè)新的管理模式和方法中。
筆者認(rèn)為，企業(yè)管理的集成化應(yīng)該是將企業(yè)和上下游企業(yè)的相關(guān)技術(shù)捆綁在一起形成一條完整的技術(shù)鏈條，把企業(yè)內(nèi)部以及節(jié)點(diǎn)企業(yè)之間的各種技術(shù)要求看做一個(gè)整體功能過(guò)程，形成集成化技術(shù)鏈管理體系
柔性化技術(shù)包含了傳送技術(shù)、機(jī)外仿真技術(shù)、脫機(jī)編程技術(shù)，特別是包括模具自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)、模具自動(dòng)識(shí)別與提取、模具工作參數(shù)自動(dòng)調(diào)整等功能的模具系統(tǒng)實(shí)用化，使模具制造實(shí)現(xiàn)“個(gè)性化”生產(chǎn)、按定單生產(chǎn)和“準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)”成為可能。
模具加工智能化可以改善操作者作業(yè)環(huán)境，減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度；提高作業(yè)質(zhì)量、工作效率、機(jī)器的自動(dòng)化程度及智能化水平；提高了設(shè)備的可靠性，降低維護(hù)成本；故障診斷實(shí)現(xiàn)智能化等。
2.模具高速加工技術(shù)的應(yīng)用
高速加工技術(shù)產(chǎn)生于近代動(dòng)態(tài)多變的全球化市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，要求企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量高、成本低、交貨快、服務(wù)好、環(huán)境清潔和產(chǎn)品創(chuàng)新?lián)Q代及時(shí)，由此牽引高速加工技術(shù)的不斷發(fā)展。自20世紀(jì)八十年代，高速加工技術(shù)基于金屬傳統(tǒng)切削加工技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)，逐步發(fā)展成為綜合性系統(tǒng)工程技術(shù)。現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)工藝流程型制造企業(yè)，如汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)；隨著個(gè)性化產(chǎn)品的需求增加，其生產(chǎn)條件為多品種、單件小批制造加工，高速加工技術(shù)必將在生產(chǎn)工藝離散型或混和型企業(yè)中得到進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展，如模具、能源設(shè)備、船舶、航天航空等制造企業(yè)。
3.模具加工在線檢測(cè)
絕大部分的模具加工過(guò)程都具有一次成型的特點(diǎn)。較高的累計(jì)誤差值會(huì)被轉(zhuǎn)移到復(fù)雜的型腔中，這就要求我們必須一次完成全部加工。同時(shí)，較短的交貨期和全球性的競(jìng)爭(zhēng)也需要有更短的生產(chǎn)期。為盡量減少人為因素的干擾并預(yù)防加工過(guò)程的缺陷發(fā)生，就必須盡可能多地將自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用在產(chǎn)品的加工過(guò)程中。自動(dòng)化的在線檢測(cè)可以滿(mǎn)足這種要求，它可以使工藝過(guò)程和零件處于控制狀態(tài)，盡量減少因操作員干預(yù)而造成的停機(jī)時(shí)間。
在線連續(xù)檢測(cè)技術(shù)已是現(xiàn)代流程工業(yè)和過(guò)程控制領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)之一。現(xiàn)代的機(jī)床絕大多數(shù)都具備測(cè)試和校準(zhǔn)技術(shù)，而且也能夠提供這種技術(shù)，這樣車(chē)間就能夠保證機(jī)床的精度并且正常運(yùn)行。它能夠使模具廠以更高的幾何精度和尺寸精度更快地生產(chǎn)模具，幾乎不需要操作員參與、返工或手工精加工等作業(yè)。
4.橡膠模具表面快速改性技術(shù)
目前國(guó)內(nèi)在輪胎模具加工技術(shù)上雖然有了質(zhì)的提升，但由于國(guó)產(chǎn)材料總體質(zhì)量比較差，生產(chǎn)出來(lái)的輪胎模具往往存在各種各樣的質(zhì)量缺陷，包括容易變形、容易腐蝕、容易生銹、壽命不足、不耐磨等。因此提高模具的表面強(qiáng)度和硬度、改善金屬表面磨損性能、降低金屬表面摩擦系數(shù)、提高抗橡膠粘附性能等要求已經(jīng)成為各輪胎模具制造廠家必須面臨然而又必須加以解決的難題。
為更好地提高模具的使用壽命和性能，目前我們可以通過(guò)以下途徑獲得良好的金屬表面性能：金屬表面形變強(qiáng)化、表面熱處理、表面化學(xué)熱處理、等離子表面處理 、激光表面處理等。
5.橡膠模具易脫模的表面技術(shù)
輪胎模具使用過(guò)程中經(jīng)常存在橡膠粘附問(wèn)題，一直以來(lái)，輪胎廠家常將在模具表面噴脫模劑作為常用的脫模方法，但由于這些操作都是手工的，操作人員不同、操作手法不同、操作時(shí)間不同都會(huì)造成脫模劑的噴射量不同或者不均勻。雖然輪胎制品的表面殘留的脫模劑不會(huì)影響其使用性能，但如果使用不當(dāng)或者模具表面清潔預(yù)處理得不好，會(huì)直接引起脫模劑的轉(zhuǎn)移，從而在輪胎制品上產(chǎn)生肉眼可見(jiàn)的白斑，直接影響輪胎外觀。甚至有時(shí)候還會(huì)使輪胎產(chǎn)品表面產(chǎn)生龜裂皺紋，影響輪胎的外觀和腐蝕模具而縮短模具使用壽命，并帶來(lái)環(huán)境污染。
目前，國(guó)內(nèi)外有一些注塑模的廠家正在嘗試著在模具上直接處理其型腔表面，使其擁有抗粘附能力，而且這些技術(shù)正越來(lái)越成熟。例如：表面化學(xué)涂鍍、表面納米化等，這些技術(shù)完全可以作為我們這個(gè)行業(yè)的借鑒，甚至應(yīng)用在我們的產(chǎn)品上面。
6.橡膠模具無(wú)排氣孔技術(shù)
傳統(tǒng)的輪胎硫化模具排氣系統(tǒng)一直以來(lái)都是在花紋的死角或特殊位置加工微細(xì)的排氣孔，目的是便于在硫化過(guò)程中將型腔內(nèi)部的空氣排出，從而避免出現(xiàn)缺膠的質(zhì)量問(wèn)題。但是，由于這種排氣系統(tǒng)的小孔將型腔和其外部直接連通，而且一般情況下，孔的直徑大小至少有0.6mm，最大可以達(dá)到直徑2mm，因此輪胎在硫化過(guò)程中，胎坯上多余的膠料就會(huì)通過(guò)這些小孔流出而形成大小一致、密密麻麻的膠須。在輪胎成品包裝前必須剪掉這些膠須，既浪費(fèi)人力又浪費(fèi)時(shí)間，還浪費(fèi)膠料影響外觀。
如何優(yōu)化模具的結(jié)構(gòu)并設(shè)計(jì)出沒(méi)有排氣孔但卻能夠保證順暢排氣，且硫化出來(lái)的輪胎沒(méi)有需要修剪的膠須是輪胎制造商和輪胎模具制造商共同的想法。米其林公司將花紋塊按花紋節(jié)距無(wú)規(guī)則拼接，利用各節(jié)距之間的拼接間隙排氣。而德國(guó)大陸輪胎公司則是在傳統(tǒng)的鑲排氣套的基礎(chǔ)上，將普通的排氣套設(shè)計(jì)成彈簧式排氣套?；谀壳皣?guó)內(nèi)外各輪胎制造廠家在國(guó)內(nèi)尋求無(wú)排氣孔模具合作伙伴的動(dòng)態(tài)及其需求來(lái)看，可以預(yù)測(cè)在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里，無(wú)排氣孔模具將成為輪胎模具行業(yè)一個(gè)新的競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)。
四、結(jié)論
近幾年來(lái)，我國(guó)的汽車(chē)輪胎模具加工技術(shù)的發(fā)展速度比較快，各種新的工藝技術(shù)和新的模具結(jié)構(gòu)在不斷開(kāi)發(fā)、發(fā)展和應(yīng)用，尤以高速加工工藝、精密加工工藝等為主導(dǎo)。這些技術(shù)雖比較先進(jìn)，但和國(guó)外同行業(yè)相比較還有一定距離。目前，國(guó)外輪胎模具制造商不僅成熟、廣泛地運(yùn)用高速加工技術(shù)來(lái)加工輪胎模具，還高度重視配合輪胎制造新工藝來(lái)不斷開(kāi)發(fā)出新的模具結(jié)構(gòu)和新的加工方法，它們依靠機(jī)床的可靠性、先進(jìn)性及精密性，使制造成本不斷降低，新產(chǎn)品投放周期也大大縮短。
現(xiàn)今，我國(guó)輪胎模具行業(yè)中技術(shù)含量比較低的模具產(chǎn)品還有相當(dāng)一部分，這已不適合市場(chǎng)發(fā)展的需求，嚴(yán)重阻礙著我國(guó)輪胎模具行業(yè)技術(shù)的發(fā)展。因此輪胎模具的加工新技術(shù)的不斷研究與應(yīng)用是輪胎廠家和模具廠家的共同使命和目標(biāo)。
我國(guó)輪胎模具行業(yè)今后的發(fā)展總趨勢(shì)應(yīng)朝著快速、精密、高效的方向發(fā)展，同時(shí)還要注重產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的定位和調(diào)整，進(jìn)一步提升輪胎模具的制造技術(shù)水平，占領(lǐng)結(jié)構(gòu)先進(jìn)、精密度高、技術(shù)先進(jìn)、使用壽命長(zhǎng)等高檔模具市場(chǎng)。
