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“日本”模具的竞争力与纳米技术-龙八国际官方网站入口 |
| 发布日期：2010-10-01 10:08:25 来源：机床 浏览： |
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盛况空前的产品制造伙伴论坛于11月10日圆满结束。笔者希望借此机会，向每一位与会者深表谢意。和以往一样，每次参加这个论坛，总能切身感受到日本产品制造的竞争力原点是中小企业培育出来的成形、加工和模具技术。
在论坛结束后举行的座谈会上，笔者和某冷锻厂商的一位人员谈得甚为投机。据对方表示，冷锻技术的核心在于“模具设计”。其原因如下。
先是汽车等厂商将产品图纸送到锻造厂商手里。而后，由锻造厂商根据产品图纸，设计出模具图纸。在日本厂商之间，产品图纸大都非常简单。这是因为经过长年的业务往来，锻造厂商已经了解产品厂商的设计思想，能够“心领神会地”从产品图纸中领会出对方的设计意图，并将其反映到模具图纸中。锻造厂商仅靠简单的产品图纸，进行工程设计。包括到哪个阶段进行锻造，从哪里开始进行机械加工等。设计出能够最有效降低成本的工程也是一种技巧。
通过预判弹性变形，对图纸进行修改
实际上，在设计模具时最为困难的是无法很好地完全按照产品的形状，对锻造模具进行镂刻。主要原因就是模具自身的弹性变形。锻造时，模具会受到锻造材料巨大的反作用力。因此，模具会产生少许膨胀。由于这种膨胀属于弹性变形，因此作用力撤销之后，形状就会复原。假如不能很好地根据这种现象，对图纸进行修改，就做不出好的模具。
“既然这么难，是不是仍旧只有日本厂商才能生产锻造模具呢？”听到笔者的提问，对方回答说：“日本产品厂商希望的东西大概只有日本模具厂商才能生产吧。”然而，这家厂商根据汽车厂商的要求已在泰国建立了锻造厂，该厂在日本技术人员的指导下也在生产模具。据称，好不容易将技术传授给当地工人后，他们立刻就会辞职，令人非常苦恼。
接着，笔者向对方问起了与材料厂商之间的关系。对方首先表示了不满，即虽然想增产，对方却不提供超出最初合同量的材料。不过，材料厂商对锻造厂商的关注程度非常高，对于定制等级的共同开发非常热心。这是因为锻造厂商已经率先吸收并充分了解了最终产品厂商的需求，而这些信息是定制等级的开发所必须的。定制等级一旦被采纳，就很难再采用其他材料，因此能够保证一个稳定的量。作为过去的开发案例，向笔者介绍了通过将数字家电领域过去使用塑料的元件改成铝锻造，而提高了精度和高级感的事例，以及通过实现近精确成形（near net shape），削减汽车领域过去采用机械加工的配件成本的事例等。
笔者问，年轻员工是否已经继承了成形与模具制作的精髓？“对，他们都很努力。”对方的回答令人心里非常踏实。招聘工作相当不容易，但进入公司后经过培训，他们一般都会逐渐地产生兴趣。作为“产品制造”来讲，听说无论是谁，只要尝试着去做，就会觉得很有意思。而且对方还反过来恳请笔者，为了让学生们对中小加工厂商产生兴趣，希望媒体也能多做一些宣传，提高“产品制造”的形象。不过，该公司最近也在进行分工，不再像过去那样一个人从销售、到设计、再到生产全部负责到底。要想掌握整个锻造技术已经越来越困难。对方还表示：“必须通过工作轮换的方式，让他们学习相关技术。”
聊着聊着，就到了中间阶段的活动时间。于是，向对方致谢后，就起身在会场上与人应酬起来。和几个人交谈之后，发现在日本模具的竞争力方面有2个值得关注的话题。第一点就是在树脂成形模具方面，中国等亚洲厂商已经具备一定的实力，进口正在不断增加。某成形厂商的一位领导表示：“说实话，在日本无论是量产模具还是成形都已经不做了。如今只有试制工作还在日本做。”第二点就是在模具制造所使用的机床领域，亚洲各国，尤其是韩国厂商的实力正在不断提高。甚至还听人说“韩国厂商的机床已经达到了毫不逊色于日本的水平。”这些声音指的是特殊领域中极个别的情况，还是整个业界的情况，今后仍需继续关注。
无法模仿的“产品制造文化”
听了参加产品制造伙伴论坛的成形厂商的话以后，再次让人领略了日本产品制造的强大一面。拿模具与成形技术本身来讲，也许哪个国家的人都能学习。但他们无法模仿的则是产品厂商、成形与模具厂商，以及材料厂商之间紧密地进行联合开发的产品制造体制。也可以说是“产品制造文化”。也就是说，由于和日本从传统上培育出来的“产品制造文化”一脉相承，在汽车和部分数字家电领域，日本才拥有了强大的竞争力。
那么这里必须考虑的一点是，这种日本式的产品制造模式在全球化和不断创新的大潮流中，其有效性是否会持续下去。有的人认为过去的成功经验会起到适得其反的作用，也有人认为应当在过去的基础上建立新的体制，存在着两种不同的意见。笔者认为，应当使后者继续发挥有效的作用。
创新之一就是纳米技术。近年来，利用纳米技术进行生产技术创新的活动日趋活跃。产品制造伙伴论坛举办期间、即11月7日，笔者在由兵库县主办的“产品制造研讨会”上，主持召开了主题为“从‘产品制造’看播磨?三木地区的经济发展”的小组讨论会。与会者就如何顺利地推进地区中小企业之间的合作和产学协作进行了讨论，从创新的角度来说，特别值得关注的是建在“播磨科学园区”里的同步辐射装置（synchrotron radiation facility）。尽管能够产生全球最高水平辐射线的“spring-8”非常有名，但从纳米技术的角度来说，另行设置的中型辐射装置“newsubaru ”更有意义。
目前正在使用newsubaru，进行制造微型模具的研究。利用mems等领域著名的“liga工艺”进行制造。具体来说，其原理就是通过掩膜将同步加速器产生的x光照射到树脂（丙烯酸树脂等）上，先大体上制出一个模型。然后，只要给这个模型镀上镍等金属（电镀），就能形成微型模具。由于同步加速器产生的x线为平行光束，因此能够制作微小的图案。现已使用这种微型模具，对树脂进行成形，面向液晶显示器开发出了导光板和棱镜片一体型的发光面板。在此次讨论会上，兵库县的负责人表示“欢迎中小企业也到播磨地区来，使用newsubaru，开拓新的产品制造领域。”
将“日本产品制造”与“纳米技术”融合起来
如前所述，成形与模具厂商目前所处的状况和newsubaru等最尖端技术之间，确实存在一个鸿沟。但是，在全球性纳米技术研究不断发展的情况下，承担着日本产品制造重任的中小加工厂商也绝不能落在这一潮流的后面。
在小组讨论会上，笔者发表了这样的评论：“日本的中小成形、加工和模具厂商，过去与产品厂商和材料厂商一起，一直都在不断提高产品制造水平，并以强大的竞争力而引以为荣。在部分产品领域日本企业有可能逐渐弱化的情况下，产品制造既是优势领域，也是宝贵的财产。在日本具有传统优势的产品制造手法基础上，融合最尖端的纳米技术，进一步提高产品制造水平，将有助于提高日本制造业的竞争力。非常希望newsubaru能成为这方面的先进典范。” |
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