鋁型材的下游應(yīng)用研究

鋁型材的下游應(yīng)用研究

十三五期間，模具支撐航空航天領(lǐng)域的零件制造，并已具有一定的規(guī)模。尤其是在國家戰(zhàn)略產(chǎn)品航天服的研制方面，2017年完成了神舟十一號與天宮二號交會對接航天服面窗模具和產(chǎn)品的研制與生產(chǎn)，這種服務(wù)于高低溫環(huán)境下的高抗沖擊性能、惡劣環(huán)境下的防輻射能力和高光譜透過率等特殊功能用航天模具，為中國載人航天工程做出了突出貢獻(xiàn)，獲得中國載人航天工程突出貢獻(xiàn)獎。設(shè)計、制造各種飛機(jī)發(fā)動機(jī)缸蓋、缸體、進(jìn)氣歧管、排氣管、凸輪軸等制件的鑄造、壓鑄和鍛造模具，以及各種機(jī)匣壓鑄模具；航空發(fā)動機(jī)葉片鍛造模具、減速器部件鍛造模具；直九、直十九等各種航空發(fā)動機(jī)的鋁鎂合金等系列壓鑄模具不僅滿足了自用，還實(shí)現(xiàn)了出口；直升機(jī)大型結(jié)構(gòu)件沖壓模具與工裝，采用注壓工藝，具有高強(qiáng)度和高剛度的蜂窩狀結(jié)構(gòu)；成形飛機(jī)塑料結(jié)構(gòu)件等民用飛機(jī)內(nèi)飾件的塑料模具實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定供貨。隨著我國模具企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新意識的增強(qiáng)和模具設(shè)計制造技術(shù)能力的提高，特別是產(chǎn)業(yè)鏈延伸范圍的擴(kuò)大，使得模具企業(yè)參與用戶產(chǎn)品開發(fā)的市場環(huán)境改善，推動了骨干模具企業(yè)由提供模具產(chǎn)品向提供模具產(chǎn)品與成形技術(shù)服務(wù)的集成供應(yīng)商角色轉(zhuǎn)變，加快了我國模具設(shè)計制造價值鏈邁向中高端的步伐。鋁型材的下游應(yīng)用鋁及鋁型材由于具有質(zhì)量輕、易加工、耐腐蝕、導(dǎo)熱導(dǎo)電及可回收性強(qiáng)等優(yōu)良性能，在建筑、交通、汽車、能源、家電等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著鋁型材生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，特別是在強(qiáng)韌化、結(jié)構(gòu)減重、耐腐蝕、使用壽命、安全可靠性等方面的優(yōu)化，具有高合金化、高綜合性能的鋁型材的市場需求逐步增加。建筑業(yè)是鋁型材應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域之一，由于鋁質(zhì)量輕，同時強(qiáng)度可達(dá)到或超過結(jié)構(gòu)鋼的水平，易于加工成各種形狀，經(jīng)過表面處理擁有精美的外觀和耐腐蝕性等特點(diǎn)，因此被廣泛用于工業(yè)與民用建筑。2016年國家工信部發(fā)布的《有色金屬工業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》中明確鼓勵擴(kuò)大鋁在建筑業(yè)的應(yīng)用。在建筑行業(yè)，鋁型材可用于門窗、幕墻、采光頂、隔斷、裝飾品等。此外，彩色鋁板、復(fù)合鋁板、復(fù)合門窗框、鋁合金模板等新型建筑鋁制品的需求也在逐年增加。除了建筑行業(yè)，鋁型材在工業(yè)領(lǐng)域的運(yùn)用同樣廣泛，尤其是軌道交通、新能源汽車、光伏及消費(fèi)電子行業(yè)。近年來，隨著前述行業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)鋁型材及其上游（包括相關(guān)型材擠壓模具及擠壓生產(chǎn)線）亦實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。在軌道交通領(lǐng)域，由于鋁型材具有高強(qiáng)韌、質(zhì)量輕、易加工、耐腐蝕等突出優(yōu)點(diǎn)，使得其在該領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。目前軌道車輛車體已大量使用鋁材制造，軌道交通連接件、座椅、門窗、廣告架等也大量采用鋁合金產(chǎn)品。2014年以來，我國鐵路運(yùn)營里程穩(wěn)步提升，截至2020年底，中國現(xiàn)已開通運(yùn)營高速鐵路3．79萬公里，居全球第一，以八縱八橫為骨架的高速鐵路網(wǎng)絡(luò)基本成型。今后，隨著國內(nèi)高鐵里程的不斷增長，軌道交通領(lǐng)域?qū)︿X型材的需求將持續(xù)擴(kuò)大，從而帶動鋁型材行業(yè)及其相關(guān)上游的發(fā)展。截至2020年，中國內(nèi)地累計有45個城市建成投運(yùn)城軌線路7978公里，同比增長18．54%，增速明顯回升。2011年-2020年期間，中國城市軌道交通里程累積增長近400．00%。今后，隨著我國城市化的不斷發(fā)展，城市軌道交通領(lǐng)域?qū)︿X型材的需求將持續(xù)擴(kuò)大，鋁型材行業(yè)及其相關(guān)上游行業(yè)亦將從中受益。在新能源汽車及汽車輕量化領(lǐng)域，鋁型材同樣擁有廣闊的發(fā)展前景。鋁的密度僅有鋼的1/3，且具有良好的可塑性和可回收性，是理想的汽車輕量化材料。目前變速器箱體、熱交換系統(tǒng)的鋁合金使用率已接近100%，發(fā)動機(jī)缸體、缸蓋、車輪的鋁合金使用率也已較高，未來車身、底盤等零部件鋁型材使用率亦有望大幅提高。根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù)，2018年我國乘用車的單車用鋁量僅為156kg，中國汽車工程學(xué)會發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》中提出，到2025年及2030年，我國汽車單車用鋁量要分別達(dá)到250kg及350kg，相關(guān)鋁型材市場的發(fā)展空間將非常廣闊。在光伏行業(yè)，鋁型材主要運(yùn)用在光伏邊框和光伏支架等部位。光伏邊框及光伏支架按照使用的原材料可分為三類：鋁型材邊框、不銹鋼邊框、玻璃鋼型材邊框，由于鋁型材具備重量輕、耐蝕性強(qiáng)、成形容易、強(qiáng)度高、易切削和加工、可回收等特點(diǎn)，其應(yīng)用最為普遍，目前市場上大部分光伏組件均使用鋁邊框，使用率高達(dá)93．3%。目前，我國已成為全球光伏發(fā)電裝機(jī)容量最大的國家，2020年全國光伏發(fā)電累計裝機(jī)達(dá)到25，300萬千瓦，同比增長23．84%。光伏行業(yè)作為國家重點(diǎn)發(fā)展的七大新興產(chǎn)業(yè)之一，其未來的快速發(fā)展將帶動光伏組件中鋁型材需求的快速增長。在消費(fèi)電子行業(yè)，鋁型材主要運(yùn)用于筆記本電腦、手機(jī)、平板電腦的內(nèi)部結(jié)構(gòu)件、中框、外殼和支架等方面。在輕薄和時尚潮流的帶動下，鋁型材在消費(fèi)電子金屬外觀件和內(nèi)構(gòu)件中的滲透率逐步上升。目前，全球消費(fèi)電子行業(yè)出貨量整體保持在較高水平。2014至2020年，全球智能手機(jī)平均年出貨量為13．91億部，平板電腦平均年出貨量為1．76億臺，PC平均年出貨量達(dá)到2．76億臺。此外，隨著國內(nèi)加快推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)度，未來5G手機(jī)的換機(jī)需求有望快速增加。根據(jù)中國信息通信研究院的數(shù)據(jù)，2021年1-6月，國內(nèi)市場手機(jī)總體出貨量累計1．74億部，同比增長13．7%，其中5G手機(jī)出貨量1．28億部，同比增長100．9%，占同期手機(jī)出貨量的73．4%。未來，隨著鋁型材在消費(fèi)電子行業(yè)不斷深入應(yīng)用以及5G手機(jī)換機(jī)需求的迅速增長，相關(guān)鋁型材的需求量將進(jìn)一步提高。模具從出口貿(mào)易到國際化布局以開放，適應(yīng)，接受的態(tài)度，遵循國際經(jīng)濟(jì)、市場慣例、國際制造規(guī)則，全面參與模具制造全球化進(jìn)程，綜合能力得到明顯提升，推動中國模具不斷擴(kuò)大出口，積極穩(wěn)定、增大世界模具市場份額，一直位居世界模具貿(mào)易總量占比的前五位，并與德國、日本等國的模具市場形成互補(bǔ)，促進(jìn)與墨西哥、巴西、印度、泰國等國模具貿(mào)易量的逐年加大，增強(qiáng)國際模具貿(mào)易整體的比較優(yōu)勢，形成中國與各國間模具互補(bǔ)共贏的格局。中國重點(diǎn)骨干模具企業(yè)在積極支撐中國制造模具需求的同時，也成為最具性價比的世界模具伙伴！使得中國模具成為全球模具發(fā)展最快、潛力最大、合作最為活躍的世界模具大家庭中的一員，中國模具的發(fā)展成就舉世矚目，中國模具從立足中國，服務(wù)中國，到立足全球，服務(wù)全球，進(jìn)入高質(zhì)高效全球供應(yīng)鏈。人才發(fā)展機(jī)制正在形成十三五以來，模具職業(yè)教育水平不斷提升，總量保持基本穩(wěn)定。隨著模具產(chǎn)業(yè)的規(guī)模擴(kuò)大和模具制造流程的改變，大批具有計算機(jī)和數(shù)字化知識的年輕力量進(jìn)入到模具行業(yè)，促進(jìn)了我國職業(yè)教育和模具人才培訓(xùn)體系的發(fā)展。以模具中職、高職教育，行業(yè)人才培訓(xùn)基地、企業(yè)在崗培訓(xùn)等有機(jī)結(jié)合的人才發(fā)展機(jī)制逐步形成。2017年，中國模具工業(yè)協(xié)會職業(yè)教育委員會開創(chuàng)了全國職業(yè)院校模具數(shù)字化設(shè)計技能網(wǎng)絡(luò)大賽，將每個學(xué)校的計算機(jī)房設(shè)為考場，大賽裁判組成員在賽事中心對各賽場動態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。模具專業(yè)學(xué)生均可報名參賽，給學(xué)習(xí)者提供了同等的參賽權(quán)利，推動了全員化參賽，實(shí)現(xiàn)了大賽普惠，以賽促學(xué)、以賽促教、以賽促改、以賽促提升，成為培養(yǎng)模具技能人才的重要方法之一。行業(yè)集群發(fā)展健康以模具企業(yè)集群制造方式陸續(xù)建立的模具產(chǎn)業(yè)園區(qū)（城）在全國已有數(shù)十個，珠三角、長三角和京津冀以及環(huán)渤海模具產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的模具企業(yè)具備較強(qiáng)的協(xié)作配套體系，聚集特征明顯。浙江甬臺溫、江蘇蘇錫常、廣東深圳東莞、西南的成渝、山東的青島、遼寧的大連、湖北武漢地區(qū)的模具制造能力與水平不斷提升，都具有典型的區(qū)域特色。其中，上海地區(qū)的汽車車身沖壓模具產(chǎn)業(yè)聚集帶動效應(yīng)明顯，而寧波的壓鑄模具、鑄造模具、粉末冶金模具、鐵芯機(jī)電模具在全國處于領(lǐng)先，塑料模具生產(chǎn)總量在全國名列前茅，寧波模具產(chǎn)業(yè)在全國模具行業(yè)的地位極其重要。由十三五末集聚區(qū)產(chǎn)業(yè)特色匯總表可以了解到，全國模具聚集區(qū)分布、各模具類別占比以及模具產(chǎn)業(yè)服務(wù)領(lǐng)域構(gòu)成特色。發(fā)展質(zhì)量逐漸向好規(guī)模以上模具企業(yè)都擁有5軸加工中心等精密加工設(shè)備，模具的零件化制造、自動化制造都在推進(jìn)中快速提升，很多模具企業(yè)實(shí)現(xiàn)了電極加工的自動化單元、NC加工的自動化單元。以下游產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向的模具產(chǎn)品優(yōu)化使得產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)更為合理，模塊化、高效化制造已成為企業(yè)內(nèi)生發(fā)展動力，模具的技術(shù)水平顯著提高；模具創(chuàng)新與技術(shù)進(jìn)步突飛猛進(jìn)，新技術(shù)、新材料、新成形的出現(xiàn)帶動了模具新結(jié)構(gòu)、新產(chǎn)品，技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動特征明顯；自動化、激光加工、3D驗證、逆向工程等技術(shù)在模具行業(yè)被積極采用，充分顯示出模具制造過程集精密加工、計算機(jī)技術(shù)、智能控制和綠色制造為一體的特征，模具精益制造與一體化制造已進(jìn)入成熟期，模具制造的全生命流程與互聯(lián)網(wǎng)深度融合進(jìn)入了快速發(fā)展期。中國部分模具企業(yè)的綜合競爭力已從跟蹤為主轉(zhuǎn)向跟蹤和并跑的新階段，一批模具企業(yè)已進(jìn)入國際制造第一方陣，持續(xù)推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)，努力提升模具制造產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)水平，加快推進(jìn)提質(zhì)增效和品牌建設(shè)，積極應(yīng)對國際形勢劇烈波動對中國模具行業(yè)造成的沖擊，顯示出堅實(shí)的基礎(chǔ)和雄厚的實(shí)力。（一）骨干模具企業(yè)隊伍引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展持續(xù)著力培育重點(diǎn)骨干模具企業(yè)模具出口重點(diǎn)企業(yè)，發(fā)揮中國重點(diǎn)模具企業(yè)群體的引領(lǐng)作用，推動模具企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，做強(qiáng)做優(yōu)。骨干模具企業(yè)堅持銳意創(chuàng)新，不斷開拓進(jìn)取，始終走在我國模具行業(yè)技術(shù)提升和產(chǎn)業(yè)升級的前列，他們以不到1%的模具企業(yè)數(shù)量創(chuàng)造了中國模具銷售總額近20%的業(yè)績，充分展示出中國模具中堅力量的實(shí)力。（二）開展模具行業(yè)企業(yè)信用等級評價，促進(jìn)下游用戶行業(yè)的融合評價，促進(jìn)品牌培育十三五期間，持續(xù)開展的模具行業(yè)企業(yè)信用等級評價，培育了企業(yè)信用品牌，提升了模具行業(yè)企業(yè)信用管理水平，促進(jìn)了模具行業(yè)信用體系建設(shè)和行業(yè)信用體系建設(shè)，發(fā)揮了行業(yè)信用威懾力，促進(jìn)了行業(yè)高質(zhì)量健康發(fā)展。模具企業(yè)積極參與模具下游產(chǎn)業(yè)的模具評價，融入產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈。品牌培育著力在推動品牌產(chǎn)品市場占有率和品牌附加值，一批具有國際影響力的企業(yè)品牌、模具產(chǎn)品品牌、區(qū)域模具集群品牌在國際市場的大潮中應(yīng)運(yùn)而生，影響力顯著提高，相當(dāng)一批中國模具已成為中國品牌、世界品牌。（三）模具標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)建設(shè)工作成績顯著至2019年，制定和修訂了包括基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)的國家標(biāo)準(zhǔn)110項、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)189項，其中GB/T8845-2017《模具術(shù)語》整合了4類模具專業(yè)術(shù)語，并增加了8類模具專業(yè)術(shù)語，同時增加了通用術(shù)語，清晰了模具分類，健全了各類模具最基礎(chǔ)定義性的標(biāo)準(zhǔn)。由中國主導(dǎo)制定的首個模具相關(guān)ISO國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/DIS21223，Toolsforpressing—Vocabulary《沖模術(shù)語》于2019年12月正式發(fā)布，實(shí)現(xiàn)了中國模具標(biāo)準(zhǔn)國際化的零突破，在國際標(biāo)準(zhǔn)中有了話語權(quán)。中國模具工業(yè)協(xié)會八個類型的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CDMIA受國標(biāo)委管理，同時在國標(biāo)委標(biāo)準(zhǔn)平臺和中國模具工業(yè)協(xié)會官網(wǎng)發(fā)布，在成果類技術(shù)、產(chǎn)品轉(zhuǎn)換、企業(yè)能力評價、安全、綠色以及學(xué)習(xí)、競賽等領(lǐng)域作為模具國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充，完善了我國模具標(biāo)準(zhǔn)體系，促進(jìn)了標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)新建設(shè)。價值鏈逐步向中高端推進(jìn)十二五之前，我國專業(yè)模具制造企業(yè)（除少數(shù)產(chǎn)品集團(tuán)的模具公司、分廠、車間外）由于能力和機(jī)會所限，較少參與終端產(chǎn)品的開發(fā)，主要是根據(jù)用戶提供的圖紙或數(shù)據(jù)模型、樣件等進(jìn)行模具的設(shè)計和加工，長期處于模具設(shè)計制造價值鏈的中低端。十三五以來，隨著終端用戶為了控制新品開發(fā)周期，與模具企業(yè)聯(lián)合研發(fā)、實(shí)時修改零件成形方案的協(xié)同制造模式，在我國骨干模具企業(yè)中普遍采用。隨著我國模具企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新意識的增強(qiáng)和模具設(shè)計制造技術(shù)能力的提高，特別是產(chǎn)業(yè)鏈延伸范圍的擴(kuò)大，使得模具企業(yè)參與用戶產(chǎn)品開發(fā)的市場環(huán)境改善，推動了骨干模具企業(yè)由提供模具產(chǎn)品向提供模具產(chǎn)品與成形技術(shù)服務(wù)的集成供應(yīng)商角色轉(zhuǎn)變，加快了我國模具設(shè)計制造價值鏈邁向中高端的步伐。發(fā)展目標(biāo)綜合未來模具產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展需求和條件，繼續(xù)保持模具工業(yè)高于機(jī)械行業(yè)一般水平；力爭在十四五末，我國模具工業(yè)在質(zhì)量效益提升的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更為可控、更有活力、更高水平的發(fā)展；創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)，逐步扭轉(zhuǎn)模具設(shè)計、分析軟件受制于人的局面；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化，產(chǎn)業(yè)布局更加良好，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平明顯提高，在全球價值鏈中的地位穩(wěn)步提升。模具上游供應(yīng)鏈保持穩(wěn)定十三五期間，我國模具材料在品種、工藝、裝備、質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)能力上都取得了長足進(jìn)步，為我國模具行業(yè)提供了穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)的模具鋼材、有機(jī)高分子材料、無機(jī)非金屬材料等基礎(chǔ)材料，支撐了我國模具產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。（一）模具材料品種結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化、質(zhì)量性能明顯提升我國完全具備各類模具材料的生產(chǎn)能力，從鋼和鑄鐵到銅材等非鐵金屬及合金、高溫合金、硬質(zhì)合金、可加工塑料等有機(jī)高分子材料、石墨等無機(jī)非金屬材料、天然或人造金剛石、3D打印模具材料等。對于主體模具鋼材料，如冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼、特殊用途模具鋼各類模具鋼鋼種齊全，絕大部分國外的標(biāo)準(zhǔn)鋼號和品種規(guī)格都可以生產(chǎn)。品種規(guī)格系列齊全，涵蓋棒材、模塊、鋼板、扁鋼、鋼帶、線材、鍛件等，其中高精度的軋制扁鋼，尺寸精度可達(dá)到1/4DIN標(biāo)準(zhǔn)，最大寬度可以達(dá)到850mm。鋼材的純凈度、組織均勻性不斷提升，實(shí)物質(zhì)量與力學(xué)性能明顯提高。具有超高的強(qiáng)度、耐高溫磨損和耐腐蝕等特性的銅鎳錫合金已開始在行業(yè)中運(yùn)用。憑借其摩擦系數(shù)約為鈹銅的1/3、腐蝕速度約為鈹銅的1/4以及在450℃以下不發(fā)生軟化的特性，用于注塑模具的熱流道噴嘴，滿足各種塑料的工況要求，且使用壽命可達(dá)鈹銅的1．5倍，同時不含鈹、鉛等對人體健康有害的金屬元素，是熱流道噴嘴用高端升級材料。（二）模具裝備精密化、大型化、智能化水平進(jìn)一步增強(qiáng)在先進(jìn)制造工藝、精密裝備、現(xiàn)代整體解決方案等技術(shù)服務(wù)領(lǐng)域，優(yōu)化利用外資，推動數(shù)字化生產(chǎn)線改造與集成，利用國際裝備服務(wù)全球模具企業(yè)的契機(jī)，以及國際裝備在德國、日本、瑞士等模具發(fā)達(dá)國家模具企業(yè)的應(yīng)用經(jīng)驗，推動高精裝備的深度應(yīng)用，提升我國模具企業(yè)的技術(shù)水品，從精準(zhǔn)運(yùn)動控制、過程控制中發(fā)揮單機(jī)設(shè)備優(yōu)勢，到工藝控制、性能控制、邏輯控制，向制造全過程品質(zhì)、效能全面提升方面發(fā)展。同時利用模具企業(yè)中外模具設(shè)備兼用的地位，積極發(fā)揮國際模具裝備與中國模具裝備產(chǎn)業(yè)的相互促進(jìn)作用。國內(nèi)模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境面臨深刻變化（一）推動經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展面臨新挑戰(zhàn)在新常態(tài)下，國內(nèi)市場不確定性增加是主要因素。我國經(jīng)濟(jì)已基本告別高速增長期，轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，經(jīng)濟(jì)發(fā)展從規(guī)模擴(kuò)張轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)升級，從要素驅(qū)動轉(zhuǎn)向創(chuàng)新驅(qū)動，傳統(tǒng)發(fā)展動力不斷減弱，新動能正在培育。支撐模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展的條件也發(fā)生了顯著變化，勞動力、資源、土地等各種要素的成本增加，低成本優(yōu)