据统计,汽车上超过95%的零部件均需要依靠模具来进行批量加工制造,而在一款新车开发中,大约需要2万多个汽车零部件,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。一般而言,一款新车开发中,需要汽车冲压模具约1500余副、塑料模具800余副、钣金模具300余副、压铸模具100余副。因此,每次整车换型都需要几千副模具,价值高达上亿元,例如,大众帕萨特的全套车身冲模价值就超过2.5亿元。
而从汽车模具的材质来看,主要可分为金属模具、塑料模具和无机非金属模具,目前,我国模具制造仍以金属模具为主。而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。试验表明,汽车整车质量每降低10%,燃油效率可提高6-8%;而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。
而注塑模具由于具有更轻的重量而得到广泛采用。目前,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,例如奔驰Smart、莲花Elisey与雷诺Espace均采用了塑料车身。总体来看,国外发达国家汽车领域的塑料使用量正在持续增长,塑料模具占汽车模具总量的比例已经超过了60%,占到了车身总质量的10-15%左右。未来随着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,而汽车塑料使用量的多少也将成为衡量汽车水平高低的一个重要标准。
但就目前国内的发展现状而言,中国的塑料模具占比还不足40%,远低于国外水平。但汽车轻量化是必然趋势,例如,2016年10月,中国汽车工程学会发布的《节能与新能源技术汽车路线图》就预计到2030年汽车整车质量将比2015年减重40%。可见,在我国汽车轻量化的趋势下,中国汽车塑料模具还有巨大的发展空间。
国内众多企业正在推进注塑模具的发展,例如,昆山银宝山新科技股份有限公司研制的“大型复合材料尾门模具”就用热压成型SMC汽车尾门内板替代金属尾门内板,以塑代钢实现汽车轻量化;宁波远东制模有限公司的“汽车轮罩注塑模具”用于生产薄壁的汽车轮罩制品,制件产品壁厚仅为1.0mm,相比传统壁厚(1.6-1.8mm)可大幅提升轻量化水平。值得一提的是,汽车内外饰的轻量化是整车轻量化的重要组成部分,内外饰的轻量化不仅能为整车带来能耗的降低,更重要的是能带来安全性和舒适性的提高。因此,所有的整车厂对内外饰的轻量化非常重视,注塑模具将在汽车内外饰领域得到广泛应用。