第一篇:碳纤维模具调研报告
碳纤维模具 市场调研报告
模具作为工业生产的工艺装备,随时产品精细化发展,当今制造模具的新材料新工艺层次不穷。本次调研主要针对 碳纤维模具进行说明。
本文主要阐述模具 国内外发展现状,国内主要使用单位,模具优劣势,技术特点,应用前景。
注:本报告整合了多家权威机构的数据资源和专家资源,从众多数据中提炼出了精当、真正有价值的情报,并结合了产品所处的环境,从理论到实践、宏观与微观等多个角度进行研究分析,其结论和观点力求达到前瞻性、实用性和可行性的统一。
传统复合材料成型模具由金属材料制作,主要原因是金属具有高强度、高刚度、尺寸稳定性好、加工性好,适用于大批量生产等优点。随着复合材料构件外形准确性和尺寸精度的不断提高,原有金属模具材料的性能已经不能很好地满足高精度成型模具的需要。在这种背景下,复合材料模具(本文指碳纤维复合材料模具)应运而生,并且得到了迅速发展。目前,在欧美发达国家的航空航天部门,复合材料模具的应用已经相当普遍。
随着高性能复合材料航空航天结构件的大量应用,各有关研究院所和企业积极研究和试验使用复合材料模具,因此复合材料模具也很快会成为国内复合材料构件的主要成型模具。、国内外发展现状 复合材料由于其密度低、高强度、高模量和可设计性等优点在飞机零件上得到了广泛应用,成为继铝、钢和钛合金之后重要的结构材
料,其应用范围和水平成为衡量飞机先进性的重要指标之一。如 787的复合材料用量为 50%,A350 的复合材料用量为 52%。随着复合材料构件在飞机主承力结构上的应用和飞机尺寸的变大,对复合材料成型用模具的材料提出了更高的要求。先进复合材料的加热加压生产条件要求模具材料具备不同特性,其中较为重要的特性包括:对基体塑脂高硬化温度及变化温度的稳定性;和所成型的复合材料一致的热膨胀系数;良好的真空稳定性;尺寸稳定性;适当的加热、冷却速率;
制造成本,包括机加工、热处理工艺所产生的成本等。目前有几种材料都达到了满意的模具使用要求,但需要找到一个性能平衡点确保使用该模具能生产出高质量、尺寸稳定的复合材料零件。常用的复合材料构件的成型模具使用的材料及特点:
材料 模具成本 耐用性 热膨胀系数 普通钢 较低 好 12x10-6
复合材料 高 较差 可设计 因瓦合金 较高 好 0.5~2.5x10-6
铝 较低 好 21x10-6
2、国内使用单位:
(1)中航工业哈尔滨飞机工业(集团)有限责任公司(2)航空工业昌河工业(集团)有限责任公司;(3)无锡智上新材料科技有限公司;(4)远力(宁波)复合材料有限公司; 3、模具优劣势(1)热膨胀性能匹配 复合材料模具最大优点是热膨胀系数小,且与复合材料的热膨胀系数比较相匹配,从而可以获得外形准确性和尺寸精度符合设计要求的构件。为了更深入地认识模具材料的热膨胀性能对复合材料构件质量的影响,首先分析在复合材料构件固化成型过程中,模具与构件之间相互关系发生变化的过程:开始加热时,随着温度的升高,模具受热膨胀,其尺寸跟着增大,这时的构件坯料还是软的,所以它也跟着模具一起增大;继续升温,在树脂体系的凝胶温度下,受热膨胀的模具与构件坯料具有相同的尺寸,这时的树脂体系只有部分固化,性能
还比较低;当加热到最后的固化温度时,模具和半固化的构件坯料以各自的热膨胀率膨胀,如果它们的热膨胀率不同,构件中将产生内应力;在保温阶段,构件在已经膨胀到最大尺寸的模具中得到进一步固化;保温结束后,从固化温度开始冷却至室温的过程中,模具和构件都以各自的收缩率收缩。如果它们的收缩率不同,构件的最后尺寸将与模具的尺寸不同。
从以上固化过程模具与构件坯料之间关系的变化可以清楚地看出,当模具与构件的热膨胀系数之间存在差异时,将直接影响构件的外形准确性、尺寸精度和内部质量,实际生产中得到的数据清楚地说明了这一点。表 1 为长度为 7m 的复合材料构件在 200℃成型时,几种常用模具材料受热膨胀的尺寸增长数据。显然,在选择复合材料构件成型模具的材料时,热膨胀系数是必须考虑的首要因素,而且尺寸越大的复合材料构件越是应该选择热膨胀性能相匹配的复合材料模具。据报导,长达 18m 的 Delta-Ⅲ型运载火箭整流罩成型时,就是用了复合材料模具才保证了其要求非常高的外形准确性和尺寸精度。
从表 1 中可以看出,在常用的模具材料中,铝合金的热膨胀系
数最大。而 INVAR 合金的热膨胀性能与碳纤维复合材料比较相近。由于 INVAR 合金的热膨胀系数很小,用它制作的成型模具与复合材料构件的热膨胀性能相匹配,而且使用寿命长,是最具有竞争力的一种模具材料,也是在欧美国家用得比较多的一种模具材料,特别是以聚酰亚胺、双马来酰亚胺等高温树脂为基体的复合材料构件多半采用这种材料制作的模具进行成型制造。INVAR 合金的主要问题是加工比较困难,而且价格昂贵。
(2)密度小 复合材料的密度比较小,用其制造的模具质量比较轻。由于碳纤维复合材料具有高强度、高模量和低密度等特点(见表 2),所以用它制作的模具成型面厚度可以做得很薄,一般只有 6mm 左右,最厚不会超过 9mm。因此即使是大型复杂的复合材料模具,其重量也非常轻,易于搬运,方便使用。曾有报导,欧洲空中客车公司的 A320 飞机复合材料垂直尾翼原计划采用低碳钢制作其成型模具,但经过设计计算,钢模具太重,超过了德国 MBB 公司当时的热压罐和起吊设备的承受能力,后来改用复合材料模具,不但很好地解决了模具重量问题,而且高质量地制造出当时全球最大的民用客机复合材料构件。
与金属模具对比,复合材料更轻。随着复合材料构件越来越大,金属模具过重问题给加工厂带来了新的挑战。因此,许多制造商转而采用复合材料模具以降低质量,同时避免较高的镍钢加工成本。在材料技术日新月异的今天,复合材料模具在不久的将来就可能替代相当部分的金属模具成型大型制件。
(3)热容小 复合材料模具加热固化时所需热量比较小。碳纤维复合材料的比热容一般大于金属材料(见表 3)。由于复合材料模具的质量比金属材料要轻,特别是比碳钢和 INVAR 钢模具要轻得多,因此在固化成型加热时,复合材料模具所需要的热量远小于 INVAR 合金等金属材料模具,它可以按要求以比较快的升温速度进行加热固化,可以在较短的固化周期内完成复合材料构件的固化成型,从而可以节约能源和工时,降低制造成本。
(4)可修复性好 复合材料模具具有较好的可修复性。复合材料模具一旦损坏(如冲击损伤、真空泄漏、表面划伤等),能在较短的时间内、以较低的成本修复好。而金属模具受损断裂或变形后,一般很难修复。
(5)制造成本相对较低 复合材料模具的制造成本比钢模具和铝合金模具还是要高得多,但是比起 INVAR 合金模具则要低一些,特别是模具的形状比较复杂和需要的模具数量比较多时,其成本会更加低。复合材料模具是在母模上成型出来的,而且一个母模可以成型多个模具。母模的制造成本基本上与模具的成本相当,但它的成本是非重复成本,一次性投入制造出母模之后,生产的模具数量越多,分摊在每个模具上的母模制造费用就越少,所以每个模具的制造成本就越低。
(6)低温固化高温 使用 复合材料模具预浸料具有低温固化高温使用的特点。目前的模具预浸料一般可以在 60℃甚至更低的温度下进行固化,脱离母模后,模具呈自由状态下进行后固化后可以在高温下使用。模具预浸料可在低温下完成固化这一特点拓宽了母模材料的可选择范围,使得一些价
格低廉的材料,如石膏、木材等也可以用于母模的制造,从而降低母模的造价。、技术特点 复合材料模具一般用预浸料制作,具有高的纤维体积分数,低的热膨胀系数,易加工和极小的毒性等优点。国外已成功将低温固化高温使用的树脂体系制成各种纤维织物增强的预浸料,然后将预浸料铺放于事先制作好的石膏或手糊成型的母模之上。这些母模通常制作价格低廉,在能够保证母模的结构强度及刚度的温度范围内(一般不高于 90℃)初步固化成型。然后将复合材料模具从母模脱离,在逐渐升温条件下保持形态进一步固化,直至完全固化。这样制作复合材料模具可降低对母模材料的耐温要求。此工艺制作的复合材料模具气密性好、尺寸精度高、表面质量高、耐用。
另外,HEXCEL 公司新近推出了一种可以代替传统模具材料的高性能复合材料模具 HEXTool。这种模具材料和该公司的另一种材料HEXMC 相似,是一种由短切单向碳纤维/ 环氧预浸带构成的模压成型毡。制作模具时,先将该种预浸料铺放在具有所需形状和尺寸的母模上,然后置于热压罐中固化得到一个模具的毛坯,该预浸料固化后可通过机械加工满足模具所需尺寸和表面精度要求,并且通过抛光处理达到模具所需的表面要求。这种方式制作的复合材料模具相对于金属模具具有更轻的质量、更快的加热和冷却速率,可像金属一样进行机器加工,加工性能好,热膨胀系数和碳纤维/环氧复合材料匹配,10 气密性好,易修补。该类高性能 MBI 树脂具有极高的耐热性,使用寿命更长(200℃工作条件下可使用 5000h)。据悉,这种材料已用于未来空中客车 A350XWB 的复合材料机身面板模具,美国某公司也经选用该种材料和工艺为波音 787 的一个项目制作模具。
复合材料模具已逐渐形成产业, 并处在高速发展阶段。复合材料模具的应用使得生产复合材料构件的工艺得到优化,生产周期随之缩短,产品质量得到提升,复合材料生产步入了更快的发展阶段。未来,复合材料模具将代替更多金属模具,并将更广泛应地用于航空航天领域。、应用前景 碳纤维复合材料模具明显的优点是质量轻、刚度大、热膨胀系数与所成型的碳纤维复合材料构件接近、所制造的构件尺寸精确度高。同时碳纤维复合材料模具型面由预浸料铺叠成型,可作做任意的修补再用,使用效率高。碳纤维模具目前主要应用于航空军工、船舶舰艇、轨道交通、汽车工业和智能化机械,满足高端客户向复材产品多样化发展需求提供解决方案。碳纤维模具最早主要应用于钓鱼竿和高尔夫球棒等体育休闲范畴。跟着技术开展和性价比的进步,碳纤维在风力发电、轿车工业、航天军工等范畴的需要逐渐进步。通过碳纤维模具的使用,产品精度避免温度变化的干扰因素,精度可达到 0.05mm。
日前,全球最大的碳纤维制造商日本东丽统计数据表明当前全球碳纤维总产能约 8.4 万吨,其中 15%用于模具制造。国内用于碳纤维模具的市场约 30-40 亿元。
第二篇:模具人才需求调研报告(精)
苏州市相城中等专业学校模具制造技术专业 人才需求调研报告
模具是现代工业生产中的重要工艺装备,是衡量一个国家生产力发展水平的重要标志之一,已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向,随着市场经济结构的调整,模具加工行业正向着快速、经济、精密、智能等多元化方向发展,这势必对我们职业教育的专业建设与发展以及人才培养等方面提出了新的要求。
几年来我们通过信息收集、对毕业生追踪调查、企业走访、教师深入模具制造一线等多种方式,从模具行业发展现状、人才需求、岗位分析、职业能力素质要求等几个方面调查模具制造行业的人才需求情况。通过调研掌握了模具设计与制造人才的从业情况,了解了企业及毕业生对模具设计与制造专业的知识核能力需求,听取了各类用人单位对模具人才培养的建议,为模具设计与制造专业教学改革与建设提供了依据。
一、行业背景
模具行业是制造业的基础,大至汽车、小至玩具,其制作均源于一系列大小模具。从劳动部门获悉,目前珠江三角洲地区的模具产业规模约占全国1/3左右。模具工业是机械制造的主要产业之一,也是国家鼓励外商投资的一大产业。随着入世后制造业中心向中国转移,模具产业有望迎来更多的增长。
二、人才需求
中国模具工业协会副秘书长秦珂则向记者分析了人才短缺的现
状及原因。她指出,当前我国中等教育培养出来的机械设备操作工,往往不具备模具设计、编程的能力;而高校由于软硬件设施的限制,培养出的学员理论水平可以,但实际技能不够,不能满足模具企业的实际需要。此外,模具行业的人才是需要经验积累的,一般的模具设计学习需要2~3年,而一名可以独立设计模具的优秀设计师要有10年左右的从业经验,对于刚入行的初学者是枯燥和艰苦的,常常半途而废,导致
技术人才严重不足。除了技术人才,她认为模具企业管理人才也非常紧缺。我国模具企业的管理落后更甚于技术落后。国内大多数模具企业还沿用过去作坊式管理方式,真正实现现代化企业管理的还不多。信息化、数字化管理在我国模具企业的应用才刚刚开始。她还指出,我国模具行业人才短缺的情况依据模具企业的发展而略有不同,新兴企业、新建模具城面临各类人才全面告急,而已发展到一定阶段的模具企业则对有一定经验的复合型人才需求最旺。
模具人才的紧缺和模具人才良好的职业前景,越来越多的学生在就读中职的时候选择了模具专业,这给我们模具专业教师提出了更高的要求。实地调研,了解企业对模具人才有哪些具体要求,我们的学生该具有怎样的职业素养和职业技能,我们具体要开一些什么样的课程,树立正确的专业教学理念,培养企业最需要的模具专业人才。
三、能力要求
目前,模具专业毕业生主要从事以下工作:模具制造与模具维修、线切割及电火花操作工简单模具设计以及其它工作。那么作为一名合格的中职模具制造专业技能人才应该做到以下几点: ①学生工作态度要好,要有吃苦耐劳精神,对工作有热情,热爱本职岗位,热爱企业,敬业爱岗,踏实肯干,有艰苦奋斗的意志,端正心态,克服心态浮躁,规划自己的职业生涯。
②学生要能够适应严格的管理。
③能够团结协作,整体观念强,具有良好的社会责任感和团队合作精神,具有创新意识和优秀的职业道德。
④要加强和强调识图能力。机械制图是每个学校都十分重视的,但仍要加强,学校加强制图、识图的训练。
⑤加强CAD绘图的能力。
⑥要加强学生的精密观念和公差配合知识。模具本身精度高,目前模具制造设备发展快,检验设备光谱化,使得模具零件的精度越来越高。
四、专业培养模式
可以实现学校企业合作,为企业培养适合的人才,实现零距离接轨。基础理论知识和专业知识够用为主,实际工作包括结构简单的塑料模具、冲压模具零件的加工制造能力,常用模具生产设备的使用和维护能力,模具装配和维护的能力,模具生产工艺的设计和实施能力等。
机电工程部机电教研组 2011年10月 苏州市相城中等专业学校模具制造技术专业 人才需求调研报告
模具行业是一个融合多专业、多学科知识并为多种加工领域服务的行业。使用模具生产各类产品,具有效率高、质量好、成本低、节约能源和原材料等一系列优点,已成为现代工业生产的重要手段和工艺发展方向之一。随着科技发展,产品的开发周期和更新周期逐渐缩短,模具的使用日渐频繁并渗入到各行各业,在汽车、电器、通讯、电子及轻工等领域的应用尤为广泛。
中职模具设计与制造专业培养的是应用型人才,这种人才应在生产第一线从事相应的技术工作,能学习、掌握和运用新技术,能处理一般中等复杂程度的模具开发、设计、加工和应用等技术问题,并具备知识面较广、动手能力较强、上岗较快、适应性较强等特点。高职专业教育不同于普通高等教育,要突出强调职业性、技术性和应用性,突出对学生实际操作能力的培养,因此,对实验实训条件提出了更高的要求,高职院校要为学生提供实际操作的仿真或真实的环境。
一、行业背景
模具技术是制造业实现自动化,高效率,高利用率生产的基础;模具技术的应用是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段;模具设备是国防工业现
代化的重要战略装备,是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要标志。专家们预言:二十一世纪机械制造业的竞争,其实质是模具技术的竞争。加
入世贸组织后,中国正在逐步变成“世界制造中心”。为了增强竞争能力,中国制造业开始广泛使用先进的模具技术。
二、当前模具人才的需求状况
近年来我国的模具技术有了很大进步,模具设计与制造水平有了较大提高。模具CAD/CAM技术相当广泛地得到应用,并开发出有自主版权的模具CAD/CAM软件。如北航海尔公司的CAXA,上海交大的冷冲模CAD系统等。又陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统,如美国EDS的UGⅡ,美国PTC公司的Pro/Engineer等大型软件,这对促进我国模具技术跃上新的台阶起了关键性的作用。模具加工机床品种增多,水平明显提高。快速经济制模技术得到了进一步发展,尤其是这一领域的高新技术快速原型制造技术(RPM进展很快,国内有多家企业已自行开发出达到国际水平的相关设备。
三、培养目标:
1、紧跟“十二五”期间规划方向,把握昆山、苏州、上海长三角模具产业转型的契机,将培养的模具人才服务地方经济,走在模具产业转型的行列中。
2、携手模具工业协会使得学院模具人才培养与行业发展相统一。
3、将企业工程师、行业协会里的工程师引入学校,共同培养合符企业标准融合行业产业转型的高级模具应用型人才。
4、打破传统工科类人才培养的模式,突显培养成企业所需的模具人才。
5、拓宽模具人才培养的方向,使得模具人才取向多元化。
四、需要解决的主要问题:
1、行业企业是以生产为主导的,与人才培养的系统性和长周 期性有矛盾。
2、从模具人才培养的角度,如何寻求有共同观念的行业企业 合作伙伴。
3、在与行业企业合作过程中,平衡企业生产和人才培养之间 的问题,如何保持长久
合作关系。
4、解决传统课程内容落后于产业技术发展的客观矛盾。
5、企业要发展,人才是关键,解决企业人才储备不稳定的问 题,提升其在行业中的竞争力。
6、充分发挥企业生产的过程和设施设备,设置合符模具人才 培养的递增的工作岗位。
7、把握模具人才多元化培养的取向,协同行业企业人员,共 同探讨运用企业生产现有的资源,开设相关的项目课程。
8、融合企业一线的岗位和技术的职业能力,开发相关项目课 程配套的教材。
9、支撑学生多元化发展的知识体系,课程体系的改革和教学 方式的改革。
10、培养具有“工学结合能力”的教师团队。
11、实现学生毕业后,零距离就业。
12、中职教育与高职教育知识体系和技能的对接。
五、结论 经过本次调研,中职模具制造专业在模具制造企业的岗位群 有: ① 模具的装配、安装、调试、检测和维修。② 模具制造中的电火花、电火花钻、线切割操作工;磨床操 作工;以及普通或数控车、铣床操作工。③ 模具开发的计算机绘图员。在技能上,要降低“锯、锉”实训的比例,增加上述岗位的技 能训练,强化看图识图的能力。通过对企业的实地调研,对模具专业技能型人才的需求及培养 模式的探索有了新的认识,收集回来的一些数据,对我们专业教学 改革有着重要的指导意义。正是模具人才的一路告急和良好的职业 前景,为模具专业职业教育创造了相应的需求,给中职学校模具设 计与制造专业教学及其教学改革提出了崭新的课题。机电工程部 机电教研组 2012 年 10 月
第三篇:2012模具专业人才需求调研报告
模具制造专业人才需求调研报告
模具是现代工业生产中的重要工艺装备,是衡量一个国家生产力发展水平的重要标志之一,已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向,随着市场经济结构的调整,模具加工行业正向着快速、经济、精密、智能等多元化方向发展,这势必对我们职业教育的专业建设与发展以及人才培养等方面提出了新的要求。
二年来我们通过信息收集、对毕业生追踪调查、企业走访及问卷调查、教师深入模具制造一线,体验模具制造岗位工作等多种方式,从模具行业发展现状、人才需求状况、职业岗位分析、职业能力素质要求、存在的问题等五个方面来调查模具制造行业的人才需求情况。通过调研掌握了模具制造人才的从业情况,了解了企业及毕业生对模具制造专业的知识结构、能力结构、课程体系以及实践教学环节设置等方面的意见,听取了各类用人单位对模具人才培养的建议,为模具制造专业教学改革与建设提供了依据。
一、行业发展现状
现代工业产品的发展和技术水平的提高,在很大程度上取决于模具工业的发展水平,采用模具成形生产零部件,具有生产效率高、质量好、成本低、节约原材料等诸多优点,已经成为现代工业生产的重要手段。因此,模具技术已成为衡量一个国家工业产品制造水平的一个重要标志。
我国模具工业从起步到飞速发展,历经了半个多世纪。1997年以来,国家相继把模具及其加工设备列入了《当前国家重点鼓励发展的产业,技术和技术目录》及鼓励外商投资产业目录中,并对优秀模具企业实行增值税返还的优惠政策。近年来,我国模具制造水平有了较大提高,大型、精密、复杂、高效和长寿命模具技术跨上了新台阶。我国模具工业发展迅速,现有模具制造企业约20000家,并且以每年10-15%的速度快速增长,模具生产年产值已达500亿元。
1、模具工业应用领域广阔
(1)汽车、摩托车行业是模具最大的市场。我国汽车的基本车型己经达到170余种,另有更新改造车型430种。一个型号的汽车,所需模具达几千副,价值上亿元。一个型号的摩托车共需模具近千副,价值千万元。其次,为适应市场需求,汽车换型时间不断缩短,轿车一般为3-4年,轻型车一般为4-5年,而汽车换型时约有80%的模具需要更换。
(2)模具在电子通讯产品中的应用。电子产品中,音像产品是模具的主要市场,一个型号的彩电约有150个零件需用模具生产,模具价值约700万元;一个型号的微机约需模具30多副,价值400万元。此外,打印机、VAC、DVD、通讯器材所需模具约占全部模具的20%。(3)模具在家用电器行业的应用。一个型号的冰箱需用模具约350副,价值400万元,单台洗衣机所需模具约3000万元。
(4)模具在其它方面的应用。随着我国塑料制品的需求量逐年增长,对模具的需求量也逐年增加。玩具行业塑料模具需求量不断增长,随着建材需求的发展,塑料门窗普及率将达到30%以上,塑料管的市场占有率将达到50%以上,塑料型材与铝合金型材模具需求量呈日益增大趋势。
2、我市模具工业的发展现状
经过多年发展,我市的装备制造业已经成为全市的重要支柱产业。特别是在工程机械、汽车及零部件制造、电工电器制造等优势产业发展明显加快,重大技术装备自主化水平显著提高,市场竞争力进一步提升,部分产品技术水平和市场占有率跃居全国前列。先进装备制造业的迅猛发展,带动了模具工业也呈现出良好的发展势头。根据我们的调研,近年来,在宜春市开发区等地兴办了一批民营专业模具公司。尽管我市模具工业有了长足的发展,但与珠三角、长三角模具发达地区相比,还存在规模偏小、技术偏低、涉及领域狭窄等不足,与我市工业发展规模及趋势不相适应,也严重影响和制约本地区工业产品品种的发展和质量的提高。随着中部崛起及江西工业化进程的加快,宜春市制造业振兴实施规划(2010-2012)的实施,大力发展中、高端工程机械装备,高端电力牵引轨道交通装备,新能源汽车及汽车新品种,高档数控装备等8大领域,我省模具工业必将迎来一个难得的发展机遇。
3、模具技术的发展动态
我国模具工业从起步到飞速发展,历经了半个多世纪。近几年来,我国模具技术有了很大发展,模具制造水平有了较大提高。在工业产品品种多样化、个性化越来越明显,产品更新越来越快,市场竞争越来越激烈的情况下,用户对模具工业要求交货期限短,精度高,质量好,价格低,这就给模具设计与加工技术提出了发展方向:
(1)CAD/CAM/CAE技术得到广泛应用,如:AutoCAD Cimatrom、UG、Pro/E Solidworks Mastercam软件应用广、升级更新快。应用软件完成产品设计,生产三维实体模型,在此基础上进行自动分模,生成凸凹模并完成模具的完整结构设计,能方便地对凸凹模进行自动NC加工。
(2)模具制造中大量采用先进高效加工方法,加工中心与数控铣床、尤其是高速铣削、多轴联动机床在模具加工中得到日益普及;慢走丝电火花线切割机床因能进行精密模具加工,将成为今后市场的热点;电火花加工机床在模具加工中具有不可替代的作用和重要地位;快速原型制造和快速制模技术日益成熟。(3)制造业中三坐标测量扫描仪、激光跟踪仪等显示出“现代测量技术”融入产品设计(逆向工程)、制造、质量控制和检验的全过程,向高速度、高精度、高适应性、数字化和自动化方向发展的趋势。随着经济的发展,各行各业对模具的需要不断增加,模具的精度、技术含量将不断提高,中、高档模具比例将不断增大,所需品种越来越细化。随着产品个性化,传统的制造设备、手段更多地被各类数字控制设备所取代,模具CAD/CAM/CAE/PDM技术将得到广泛的运用。4.模具工业仍然有着强劲的增长势头
模具是重要的基础工艺装备,在电讯、汽车、摩托车、电机、电器、家电、建材等产品中,70-90%的零件都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的,目前全世界的模具年产值约600亿美元。我国目前的模具开发制造水平比国际先进水平至少落后10年,每年仍需进口近10亿美元的模具,而在进口的模具中,精密、大型、复杂、高寿命的模具仍占多数,这些产需矛盾十分突出,已成为制约我国制造业发展的瓶颈。因此,加速模具工业的发展,是我国制造业发展的迫切要求。
二、人才市场需求状况分析
1、模具高技能人才的市场需求分析 随着模具工业与模具技术的发展,用高新技术改造模具企业的传统设计与生产技术是必然的趋势。CAD/CAE/CAM技术的进一步推广应用,快速原型制造和快速模具制造技术的加快发展,高速铣削和超精加工及复杂加工的进一步采用和发展,热流道技术的推广应用,模具标准化程度的不断提高,优质模具材料的开发和采用,先进表面处理技术的发展,虚拟技术、逆向工程和并行工程的采用等,都将是模具行业技术的发展趋势。以模具设计为例,它包括:数字化制图,模具的数字化设计,模具的数字化分析仿真,产品成形过程模拟,定制适合公司模具设计标准件及标准设计过程等。由此可见,传统的手工设计与手工加工已经成为历史,模具技术人才是掌握模具制造工艺与装备、材料成型工艺与模具设计、CAD/CAM/CAE技术、先进制造技术等多门类技术的复合型人才。
2、模具高素质技能型人才的紧缺是模具工业发展的瓶颈 模具技术发展的特征,决定了模具人才需求必然要求培养一大批掌握基本理论知识与实践技能的模具制造专业的高技能人才。目前,我国模具工业发展很快,但与发达国家相比,仍有很大差距,究其原因,主要是缺少高素质的模具技术人才。根据我们的调研分析,宜春市600多家模具企业,以平均每家需要100名技术工人计算,需要6万从业人员,然而全省模具企业从业人员不足3万人,存在超过3万的人员缺口。其中,模具设计师缺口3000人,模具制造师2万人。从全国的情况来看,我国制造业的高级技工仅占技术工人的5%左右,与发达国家高级技工40%的比例相去甚远。被称为“高级蓝领”的高级技师已经成为稀缺资源,“高级蓝领”出现断层的消息屡屡见诸报端。大学毕业生曾经是许多企业寻求模具设计师、模具制造师的主要对象,他们具有良好的理论知识基础和较广的知识面,但是相关专业毕业的大学生却不具备实际操作能力,而且许多大学生都向往层次较高的白领职业。此外,目前技师队伍的老龄化,也导致模具人才总量日趋减少。巨大的市场需求和人才供给倒挂,是导致从事模具技术高级蓝领奇缺的主要原因。因此,要促进模具产业的规模发展与技术水平提高,虽有不少“瓶颈”要突破,但其中最大的“瓶颈”就是高级技工、技师的紧缺。
3、模具技术人才的学历层次及来源渠道
根据我们的调研数据分析,企业现有模具技术人才中,45.3%的模具技术人才为中专及以下学历,44.4%为中技或大专学历,仅有9%为本科学历,本科以上学历仅占1.3%(学历层次统计见图1)。其中从学校招收的学生占45.7%,依靠企业自身力量培养提高的占33.9%,从社会招聘占20.4%(来源渠道统计见图2)。虽然中等和高等职业技术教育在模具技术人才培养方面占据主导地位,但是,职业院校学历教育培养的模具人才还很难完全满足企业的需要,因为刚走出校门的毕业生,虽然掌握了一定的专业基础理论知识和一定的动手能力,但由于在校期间难以积累工艺经验,实际动手能力差,难以满足企业对模具人才的要求。这就要求职业院校进一步拓展办学功能,加强校企合作,根据企业用人“订单”培养人才,为企业职工提供在岗、转岗模具技术培训。
三、职业岗位分析
通过对宜春市模具制造企业及汽车零部件制造企业的市场调研,调研结果表明,模具制造专业毕业生主要就业企业大多属于汽车及零部件制造、电工电器制造等装备制造行业,中技毕业生更多的是在模具制造及生产一线岗位(模具加工岗位、模具装配岗位、模具维修岗位)、模具管理岗位(现场工艺及技术管理、质量检验)等部门,毕业生主要就业岗位群如表所示。模具制造专业岗位群描述与职业素质要求 工作岗位(群)
岗位职责
能力素质要求
模具成形(型)生产工艺员
1.产品制件成形(型)工艺分析
2.产品模具成形(型)生产工艺卡编制 3.产品模具成形(型)生产工艺调试 4.模具成形(型)生产现场技术管理
1.具有分析产品零件图和工艺文件的能力 2.具有选择产品成形(型)工艺方法及参数的能力 3.具有选择材料成形(型)工艺方法及参数的能力 4.具有操作常用成形(型)设备的能力 5.具有制定生产工艺方案的能力 6.具有安全文明生产常识
7.具有良好的生产组织管理能力
模具设计员
1.制件成形(型)工艺分析 2.模具成形(型)工艺卡编制 3.模具结构及零部件设计 4.模具制造、试模与鉴定分析
1.具有分析产品零件图和工艺文件的能力
2.具有选择产品成形(型)工艺方法及参数的能力 3.具有选择材料成形(型)工艺方法及参数的能力 4.具有模具成形(型)工艺卡编制的能力 5.具有模具结构设计及零部件设计的能力 6.具有模具设计软件应用能力
7.熟练掌握模具制造工艺知识,具有产品检测分析能力
模具制造工艺员
1.模具零件的制造工艺性分析 2.模具零件加工工艺卡编制 3.二类工具设计与制造
4.模具制造生产及技术管理 5.模具零件的普通机床加工 6.模具试模与鉴定
1.具有分析模具零件图和工艺文件的能力
2.具有分析和选择模具零件加工工艺及热处理工艺的能力 3.具有编制模具零件加工工艺卡的能力
4.具有运用手工工具和普通机床加工零件的能力 5.具有二类工具设计与制造的能力
6.熟练掌握模具制造工艺知识,具有产品检测分析能力 7.具有良好的生产组织管理能力 8.具有安全文明生产常识
模具钳工
1.模具零部件手工修配 2.模具装配 3.试模与调修
1.具有分析模具零件图和工艺文件的能力
2.具有分析和选择模具零件加工工艺及热处理工艺的能力 3.具有编制模具零件加工工艺卡的能力
4.具有运用手工工具和普通机床加工零件的能力 5.具有二类工具设计与制造的能力
6.熟练掌握模具制造工艺知识,具有产品检测分析能力 7.具有模具装配能力 8.具有安全文明生产常识
9.具有良好的生产组织管理能力
数控机床操作工(含电火花加工)
1.零件的工艺分析 2.零件加工程序编制 3.设备操作与程序调试 4.零件质量检验 5.设备维护保养
1.具有分析模具零件图和工艺文件的能力
2.具有分析模具零件加工工艺及热处理工艺的能力 3.具有编制模具零件数控加工程序的能力 4.具有操作数控机床加工模具零件的能力 5.具有操作电火花机床加工模具零件的能力
6.熟练掌握模具制造工艺知识,具有产品检测分析能力 7.具有模具装配能力 8.具有安全文明生产常识
成型设备调试工
1.模具安装
2.成型设备及参数调试 3.产品质量检验
1.具有分析模具产品图和工艺文件的能力 2.具有操作模具成形(型)设备的能力
3.具有正确选择模具成形(型)设备成形工艺参数的能力 4.具有产品检测分析能力 5.具有安全文明生产常识
6.具有一定的生产组织管理能力
四、职业能力素质要求 通过调研发现,中技模具专业人才必须掌握相应的专业知识、具备从事专业所必须的能力要求和素质要求。
1、知识结构
(1)具有基本的法律常识和安全防护知识及本专业所必要的人文基础知识;(2)掌握中等复杂机械及其零部件的现代设计理论及方法;
(3)了解机械零件常用材料的种类、性能、热处理方法及其应用;(4)了解常用普通机床的基本结构、工作原理及其加工工艺基础知识;(5)掌握成型设备的基本结构、工作原理及其操作方法;(6)掌握模具成型工艺、模具设计及制造的基本知识和方法;
(7)了解模具电火花加工、数控加工设备的基本结构和工作原理,掌握数控加工工艺及程序编制方法。
(8)掌握模具生产管理和成本核算的基本知识。
2、能力结构(1)社会能力
社会能力是指从事职业活动所需要的社会行为能力,强调在职业活动中对社会的适应性,重视从业者应具有的积极的人生态度,如自律、自我管理能力,团队协作能力,语言表达能力,对外交往能力,理解与应变能力,计划实施、安排及自我检验与评估能力。(2)方法能力
方法能力是指从事职业活动所需要的工作方法、学习方法方面的能力,强调在职业活动中运用这些方法的合理性、逻辑性和创新性。如计算机操作能力,写作能力,数字运用能力,新技术捕捉与检查能力。(3)专业能力
专业能力是专业技术能力和业务能力,强调对职业活动技术领域的应用性和针对性。专业能力包括专业基础能力和专业实践能力。
专业基础能力是模具制造专业岗位群中各个专门化岗位所共同需要的能力,如机械工程图识读、绘制能力,确定热处理方法及选择金属材料的能力,使用机械设备及机械加工能力等,调查统计表明,企业对学生在识图、加工工艺、公差配合与测量技术及模具基本知识方面的能力普遍具有较高的要求,其次是机械基础、金属材料与热处理、数控编程、电加工基础等方面的要求。
专业实践能力是从事专业职业工作岗位必备的专业技能,如模具成型工艺编制及模具设计能力,使用现代加工设备加工模具零件的能力,模具制造加工工艺编制与实施能力,模具钳工及模具维修能力,模具装配与安装调试能力等。
3、职业素质
调查结果显示用人单位要求模具制造专业人才应具备良好的职业素质,良好的职业道德和基本的职业操守,具有正确的人生观和价值观,良好的心理素质和身体素质及较为严谨的逻辑思维能力;遵守操作规程,坚持安全、文明生产,爱护设备,保持工作环境清洁有序,有承受挫折与挑战的素质等。
五、存在的问题
随着模具制造工艺水平的发展,模具行业现已成为技术含量很高的行业,专业覆盖的职业岗位群对毕业生提出了更高的要求,调研过程中发现,省内模具制造企业大多人才匮乏,特别是生产一线懂工艺、会操作的高技能人才严重不够,制约了模具制造技术的发展,成为宜春市打造先进制造业基地的主要“瓶颈”。其次,被调研企业普遍认为,中技院校招收来的毕业生期望值高,对在企业中从事一线操作不安心,基本在一年到一年半时间里就跳槽,对企业的正常生产造成影响,同时对企业和毕业生个人的发展都产生不利影响;相对于90年代的毕业生来说,这些学生基础知识掌握较弱,工艺实施能力不强,缺乏通过查找资料解决实际问题的能力,缺乏吃苦耐劳精神。
在各种实践性教学环节问卷调查和走访中,毕业生认为应加强机械加工实习、钳工实习、数控加工及电火花加工技术实习、模具拆装实习、课程设计、综合实践、毕业设计等实践性教学环节;同时,毕业生认为要取得相应工种的技能操作等级证书,但证书与实际动手操作能力不适应,实用性差,应该加强动手能力的培养,以此形成中技院校毕业生的特色和优势。另外,根据我们的调查,由于职业学校培养的模具高技能人才从质量上还很难完全满足企业的需要,企业还要从社会招聘和自身培养较多的技能人才,以适应企业对模具技能人才的急需,这些人员一般具有企业所需的工艺背景、比较丰富的实践经验,但是知识面较窄,并且,企业要花费大量的时间和精力,企业非常希望由学校为他们培养高技能人才。
六、专业建设现状分析及专业建设基本思路 通过深入企业的调研分析,我们深刻地认识到:中技模具制造专业培养的是掌握模具制造工艺与设计技术专业基础知识,具有较强的模具制造和维修能力、模具安装调试能力,具有专业技术的综合应用能力,具有一定的工作创新精神,适用生产、管理服务第一线的高素质技能型人才。围绕培养目标,在设计课程教学体系时首先必须确定专业的职业指向,其次是认真分析本专业相关职业岗位的需要,构建知识、能力、素质结构,由此做到要什么教什么、用什么学什么。从而体现职业性,实现教学设计与企业需要的“零距离”对接,满足模具企业的需要。
(一)专业建设现状的分析
1、仍需更深入地理解中技教育理念,探索适宜中技教育的教学方法
(1)从专业教学计划看,课程相互独立,理论体系过于系统化,相关知识未能有机地渗透融合在一起,理论与实践结合不够紧密,教学过程相互脱节。
(2)从知识方面看,学生学完一门课程后,因不能及时与应用“接口”或与相关知识“接轨”,在专业学习阶段很难形成综合应用能力。专业课程知识面太宽,在有限教学时间内片面讲求“体系”的所有知识传授给学生是无法实现的,学生难以具备形成职业能力的知识基础。
(3)从能力方面看,在实践教学环节方面,还是沿袭过去的模拟训练方式,实训课题、方法、要求等与生产实际有一定距离,学生分析与解决实际问题的训练离要求有较大差距。(4)在教学计划中对新技术、新工艺应用能力的培养显得不足,难以形成学生对新技术的应用能力。
(5)不注重满足学生个性、专业兴趣的发展,在培养学生职业岗位群能力的时候,不注重关键能力的强化。
如上所述,原有的教学计划和培养方案必须加以改革,以适应当代科技和技术发展的需要,适用企业对专业人才的需要。
2.模具企业技术进步对模具专业人才培养提出了新要求
模具企业技术进步发展速度快,毕业生必须能够满足科技、经济、社会发展的需要,必须在原有专业课程体系中注入新的内容,以保证毕业生从业后具备可持续发展的后劲。在调研中我们了解到随着科技的进步,企业对中技模具制造专业学生提出了如下新要求:(1)计算机技术大量应用于模具设计与模具加工之中(CAD/CAM/CAE技术),学生必须具备应用先进CAD/CAM/CAE软件的初步能力。
(2)模具制造过程中,大量采用NC和CNC机床提高加工质量,缩短了模具制造周期。毕业生应能适应传统加工向数控加工方向转变的新要求。
(3)模具朝着大型、精密、复杂、长寿命方向发展,传统的模具设计方法必须加以更新,以适应这一新趋势的发展。模具材料不断革新,模具表面处理技术更加先进,要求学生初步掌握这方面的知识。
(4)现代模具企业需要的是集设计、加工、调试、安装、维修等技能于一体的模具人才,因而在专业教学中,必须将设计、制造、维护等理论知识和生产实践技能培训结合在一起,以形成学生的专业综合素质和能力,增强职业选择的灵活性,增强发展的后劲。
(5)社会发展速度加快,知识更新周期缩短,行业分工朝着专业化方向发展,因而要求专业教学中采用模块式教学,将专业知识分模块加以组合,形成各专门化方向,并加以强化,以适应行业发展的需要,增强毕业生就业竞争能力。
(6)学校要实现人才培养与企业需求的对接,就应该从课程设置、教学内容设计、实习实训等与企业保持一致,从而保证就业上岗的“零距离”。
(二)、专业建设基本思路 基于以上的调研与分析,结合我校模具制造专业建设基本情况,在专业建设合作委员会的指导下,实行“校企合作、工学结合、实境育人”的专业建设思路,在人才培养方案、教学内容和实训实践等环节突出模具专业特色,进一步加强校内外实训基地建设,深化与企业的合作,引进企业先进的加工工艺和企业文化,构建全新的面向工学结合中技人才培养模式的课程体系, 建设以工作过程为导向、任务驱动型的模具专业核心课程;建设集教学、培训和技术服务功能于一体的生产性实训基地;引入企业高技能人才作为兼职教师,建设一支专兼结合的双师结构教学团队。
1、创新人才培养模式
根据模具高技能人才职业岗位需求,应加大人才培养的针对性、职业性、有效性,坚持校企合作、工学结合的改革方向,建立校企联合开展人才培养的机制,探索出既立足江西区域经济发展,又有模具专业特色的人才培养模式,以就业为导向,以工学结合为切入点,以校企合作为平台,创新工学结合人才培养模式。
2、专业教学方案改革
模具制造专业高技能人才面向的主要职业岗位是模具设计、模具制造、模具维修及模具安装调试,由于专业技术面广、技术进步快、技术水平高,因此,要按照典型工作任务及其对知识与技能的要求确定职业领域项目课程,要注重课程知识的传授与能力培养的衔接,强调知识向能力转化,在教学实施中,要加强课程与课程的衔接、课程讲授与技能训练的衔接,实施项目化课程教学,实现教学效果的最大化。同时,根据职业素质要求和学生的可持续发展确定人文素质课程和持续发展课程,通过人文素质课程的学习促进学生思想道德、职业道德、科学文化素质、创新精神和身心健康的协调发展,提升学生基本素质,满足企业高素质的要求;通过持续发展课程培养学生自主学习能力、文字和语言运用能力、信息处理能力、数学应用能力等,保证学生可持续发展。
要按照“宽口径教学、针对性培养”的原则构建教学整体方案,按照“机械设计与制造的基础理论与初步技能;模具设计制造的基础知识与能力培养;针对岗位的能力强化”的脉络递进式编排教学进程,既兼顾培养学生有较宽的专业基础,保证就业与职业发展的灵活性,又强化专门化方向的职业技能,增强职业选择的竞争力。要根据职业岗位群的要求确定人才培养目标和培养规格;以企业调研与专家咨询为指导,以职业资格标准为参照,构建课程体系、安排教学内容、制订考核标准,要强化课程(含实践性课)的质量管理。3.教学方法与手段的改革 在调查走访中,根据学生的反馈,改革教学方法与手段对于提高教学质量具有重要的作用,应广泛采用“讲练式”、“现场讨论式”、“启发式”等主动的教学方法,培养学生的主动思维能力和创新能力;加强现代化教学手段与设施的建设,制作各课程的多媒体教学课件,应用计算机多媒体技术进行教学。
4、考核方法的改革
以职业资格标准为依据,围绕职业能力培养目标,建立课程考核评价体系,改变仅靠理论笔试和以分数为考核标准的评价方法,坚持知识、能力、技能考核并重,以能力和技能考核为主的原则,实行静态考核和动态考评相结合,结论考核与过程考评相结合,加强整个学习过程的管理和考核,建立新的学习成绩评估体系。对学生学习态度、团队精神、操作规范程度进行考评,重视学习过程中的职业知识、职业能力、职业品质的综合考评。为适应市场对专业人才的要求,课程资源开发应与地方和行业的就业准入制度接轨,组织专业学生参加社会职业准入资格考试,以取得社会职业就业准入资格证书为目的,强化岗位技能训练,通过考证取得模具设计师、模具钳工和数控机床操作等相应的职业资格证书,作为学生成绩的考核标准,增强学生的岗位适应能力和就业竞争力。考试方法应突出职业教育特色,应采取考试与考核相结合、书面考试与答辩考试相结合、结业考试与阶段考试相结合的方法。实践技能考核应注重对学生最终制作品的考核。
模具教研室
第四篇:建设碳纤维生产基地科技情报调研工作汇报
建设碳纤维生产基地科技情报
调研工作汇报
一.碳纤维简介
碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维,其含碳量一般在90%以上,但随种类不同而异。碳纤维具有一般碳素材料的特性,如耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等,但与一般碳素材料不同的是,其外形有显著的各向异性、柔软;可加工成各种织物,沿纤维轴方向表现出很高的强度及碳纤维比重小,因此有很高的比强度。简而言之,碳纤维是一种强度比钢大(重量是钢铁的1/4而强度是其10倍)、密度比铝小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电,具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。碳纤维的主要用途是与塑料、金属、陶瓷等基体复合,制成碳纤维复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料,其比强度、比模量综合指标,在现有结构材料中是最高的。用碳纤维与塑料制成的复合材料,广泛用作如制造火箭、宇宙飞船、喷气式发动机、耐腐蚀化工设备等重要材料。碳纤维按其原材料可分为如下三类:
-聚丙烯腈(PAN)基碳纤维(应用最广泛)粘胶丝基碳纤维
碳纤维的发展历史概要:60年代初即进入工业化生产
0年代初即首先应用于航空航天结构上,特别是飞机结构上,近几年正在向工业领域和普通民用领域扩大
二.全球碳纤维的行业现状
1、全球碳纤维进入较为成熟的发展期
全球碳纤维生产主要以生产PAN基碳纤维为主。日本东丽是全球首家于1962年以聚丙烯腈纤维为原料工业化生产PAN基碳纤维的公司,之后又通过研制出的专用优质原丝,于1967年成功生产出牌号为T300系列的PAN基碳纤维。1969年,日本东丽公司又研究成功以特殊的共聚单体生产的PAN基碳纤维,并结合美国Union Carbide的碳化技术,生产出高强度、高模量碳纤维。此后,美国、法国、德国等也相继引进或开发了PAN原丝进行了碳纤维的工业生产。日本东丽公司的碳纤维研发与生产一直处于全球领先水平。
由于PAN基碳纤维性能优越,应用领域日益扩展。目前全球PAN基碳纤维生产能力不断扩大,并已进入较为成熟的发展期。主要体现在如下几方面:
(1)PAN基碳纤维产量急剧提高,生产规模大型化,产品价格相应下降。(2)PAN基碳纤维生产工艺、设备、技术不断 改进,碳纤维性能不断提高。如:日本东丽已开发出高强型T1000系列碳纤维,其抗拉模量为295GPa,拉伸强度达7.05GPa;而其高强高模M5J型碳纤维,抗拉模量达640GPa,抗拉强度为3.62GPa。(3)应用范围从少数高科技领域、军事领域扩展到整个工业和民用的各个领域。
2006年全球已有10余家公司生产碳纤维,主要生产PAN基和沥青基两种碳纤维。其中PAN基碳纤维生产能力为38825t/a,品种分为PAN基小丝束和PAN基大丝束两种规格,约占全球碳纤维总生产能力的96.0%,产量约27000t/a,生产能力分布在日本、美国、德国、法国和中国台湾省。
日本东丽、东邦、三菱人丝、美国Hexcel、美国氰特和中国台塑等6家公司生产PAN基小丝束碳纤维,其生产能力达到30425t/a,占全球PAN基碳纤维生产能力的78.4%。而前三家公司的小丝束碳纤维生产能力计为23500t/a,占全球高性能小丝束碳纤维总生产能力的77.2%。值得一提的是,我国台塑(在中国台湾省)碳纤维生产发展较快,2007年碳纤维生产能力将扩大到3660t,2008年扩大到5600t,将发展成全球较大的碳纤维生产公司。美国Fortafil、Aldila、德国SGL和匈牙利Zoltek四家公司生产PAN基大丝束碳纤维,其总计生产能力为8400t/a,占全球PAN基碳纤维生产能力的21.6%。其中Fortafil公司为3500t/a。占全球PAN基大丝束碳纤维生产能力的41.7%。全球生产沥青碳纤维公司主要有2家,日本吴羽(Kureha)化工于2006年12月投运了第三条沥青碳纤维新生产线,生产能力增加了46.7%而达到了1100t。并且还打算在2012年将生产能力再提高到1500t;美国氰特公司拥有约450t/a沥青碳纤维生产能力,2006年全球沥青碳纤维合计生产能力约为1550t/a,约占全球碳纤维总生产能力的4.0%。
今后几年,随着全球各碳纤维生产公司的扩能,到2010年全球碳纤维生产能力有望从目前40375t提高到60000t左右,其中日本东丽碳纤维生产能力将显示出成倍增长。
2、我国碳纤维生产尚处于小规模生产
我国从20世纪60年代后期开始研制碳纤维,历经近40年的漫长历程。在此期间,由于国外把碳纤维生产技术列入禁运之列,严格控制封锁,制约了我国碳纤维工业的发展。我国科技工作者发扬自力更生的精神,从无到有,逐步建成了碳纤维的工业雏型。20世纪70年代初突破连续化工艺,1976年在中科院山西煤炭化学研究所建成我国第一条PAN基碳纤维扩大试验生产线,当时生产能力为2t/a。20世纪80年代开展了高强型碳纤维的研究,于1998年建成一条新的中试生产线,规模为40t/a。我国主要研究单位有中科院山西煤化所、上海合纤所、北京化工大学、山东工业大学、东华大学、安徽大学、浙江大学、长春工业大学等。
面对国外在技术、设备、品种和性能等方面激烈竞争、迅速发展的局面,我国碳纤维生产处于起步阶段,与国外相比有很大差距,无论产量、质量均不能满足市场发展需求。目前国内小规模PAN基碳纤维生产企业和科研院所共十余家,其中中石油吉化公司、大连兴科碳纤维有限公司和华源集团安徽华皖碳纤维有限公司(现正处于试生产阶段)相对规模较大。大连兴科碳纤维有限公司现已形成年产360t碳纤维的生产能力。中石油吉化公司拥有碳纤维生产能力300t/a。由安徽蚌埠灯芯绒集团与华源集团合作建设的安徽华皖碳纤维有限公司一期500t/a PAN原丝和200t/a碳纤维工程,总投资超过2亿元,全套装置和技术从国外引进,由英国艾麦克(AMEC)公司总承包。产品以12K的T300级碳纤维为主导产品,处于开工试生产阶段,原计划2006年7月正式投产。并且于2007年开工建设800t碳纤维和1800t原丝二期项目。
2005年实际上我国碳纤维生产能力为660t/a,实际产量不足200t。制约我国碳纤维发展的主要原因是PAN原丝质量不过关,还有生产技术及设备等问题导致碳纤维产品收率较低。今后几年,随着华皖公司碳纤维引进装置开车和其二期项目建成投产,我国碳纤维生产能力有望在此基础上得到较快发展,但市场供不应求局面还将继续,还得靠进口来平衡市场需求。
三、全球碳纤维市场需求及预测
1、全球碳纤维市场需求
鉴于碳纤维是一种性能优越的结构材料,具有极高的附加值,自20世纪70年代碳纤维在国际市场上的全方位商业化开始以来,碳纤维从航空航天、战略导弹和运载火箭以及文体用品领域的应用且需求量稳步增长外,目前已扩展到整个民用工业的多个领域。2006年碳纤维总体消费比例分别为宇航占25.2%、文体用品占31.4%、其他工业占43.4%,但不同地区各有侧重。
据报道,全球碳纤维在航空航天领域中需求增长速率最快,2003-2006年其年均增长率为85%,至2009年以后3年中,仍可望以每年73%速率增长。据欧洲航空公司称,今后几年内将开发的新型A350飞机中占总质量52%的结构组件将会采用复合材料来制造,主要是碳纤维增强塑料材料。铝材和铝合金材料将只占飞机总质量的20%,钛占14%,钢占7%。这比A380上使用的复合材料(占25%)有很大增加。其次是在文体用品领域中需求,2003-2006年其年均增长率为42%,至2009年以后三年中,预计年均增速为46%。据估计,全球每年的高尔夫球棒的产量为3400万付,主要产自美国、中国、日本和中国台湾省;全球碳纤维钓鱼杆的产量每年约2000万付;网球拍框架的市场容量约为每年600万付。碳纤维在其他体育项目应用还包括冰球棍、滑雪杖、射箭、白行 车、划船、赛艇、冲浪器械等。再次是碳纤维在其他工业等领域中应用日益拓展,例如,碳纤维材料用于汽车制造可使汽车轻量化,并带来节省能源的效益。据悉,福特和保时捷生产的GT型赛车发动机机罩已全部采用碳纤维材料;奔驰的57S型轿车原来内装饰全部是木质材料,现在则以碳纤维替代;通用的雪佛莱轿车底盘的内装饰材料也采用碳纤维;宝马公司将M6型轿车的顶篷全部采用碳纤维等。此外,碳纤维正在替代金属和混凝土用于工业领域,以满足环境、安全和能源要求,预计今后碳纤维在工业领域中需求比例将在现有基础上呈现上升趋势。日本东丽在全球碳纤维市场上占有约33%的份额,其PAN基碳纤维产品命名为“TORAYCA”,是全球碳纤维的第一大生产商和销售商。其次是东邦,约占24%。上述两公司控制着宇航方面的主要应用。再次是三菱人造丝公司占17%、台塑占10%,它们在中低档市场上有较好的发展。日本东邦Tenax公司的研究报告指出,随着航天航空、体育休闲和工业应用对碳纤维需求的大幅度增加,全球碳纤维市场以平均每年两位数的增幅快速增长,2004-2005年全球碳纤维的供给与需求出现紧张局面,2006年全球碳纤维需求达到2.7万t/a。其中北美消费全球碳纤维的35%、欧洲30%、日本15%、其他地区20%。
2、国内碳纤维市场需求
尽管我国碳纤维生产发展缓慢,但消费量却与日俱增,市场需求旺盛,主要集中在文体用品和航空航天方面,一般产业需求增长也比较迅速。近年来,随着市场需求的增加,特别是国防、军工、航天航空、体育用品方面的需求增加,每年主要依靠从国外进口碳纤维以满足要求,预计2010年将达到5800吨以上,主要依靠进口。
通过对国内市场需求进行广泛深入的调研发现,近几年体育和休闲用品及压力容器等领域对碳纤维的年需求量迅速增长,从我国航空航天技术的发展来看,也急需高性能碳纤维及其复合材料。
近几年来,外商纷纷前来我国开办合资或独资的碳纤维复合制品企业,从国外采购碳纤维开发下游产品,促进了我国碳纤维市场的开发,使碳纤维需求量迅猛上升。例如,在我国的合资或外商独资的碳纤维体育用品厂家约60余家,钓鱼竿生产企业50余家。
综上所述,国内PAN基碳纤维材料加工业已初具规模,有一定的技术基础和市场开发能力,市场需求比较旺盛,但碳纤维的生产远远不能满足市场需求,需大量进口。此外,考虑到我国碳纤维的应用还在不断发展,许多用途还有待开发,如碳纤维在工程修补增强方面、飞机和汽车刹车片、汽车和其他机械零部件的应用以及电子设备套壳、集装箱、医疗器械、深海勘探和新能源的开发等方面都将是我国碳纤维 未来的潜在消费市场,对碳纤维的需求量将更大。因此,未来我国碳纤维的市场需求前景广阔,潜力极大。
第五篇:关于模具、数控专业课程建设的调研报告
关于模具、数控专业课程建设的调研报告
随着社会市场经济的发展趋势,大批境外企业的涌入,使作为支持工业的模具、数控行业迎来新一轮的发展机遇,模具、数控在未来几年里发展空间巨大。模具、数控行业生产、建设、管理、服务等第一线的人才需求量较大。这就为中等职业技术学校模具、数控专业的创建和发展提供了良好的契机。
为了深入了解市场,获取社会对模具、数控人才需求的情况,明确学校模具、数控专业的学生培养目标,8月6日至8月28日为期23天,对东莞周边地区120多家企业(有民营企业、外资企业等)进行了有关企业人才需求在培养目标与专业课程设置方面的调查。现根据市场调查统计分析与模具、数控专业要求的建议,现形成以下关于模具、数控专业课程建设的调研报告:
一、模具、数控专业的人才培养定位与目标
(一)模具专业的人才培养主要定位在冲模、塑模的技术应用基层,这在珠三角乃至全国都是模具人才需求最庞大的群体。他们的工作侧重是模具的生产操作、模具的制造和模具的装配、维修等。他们不需要深入了解模具的技术细节,但需要熟练掌握模具的工作流程。另外,有一些企业涉及模具标准件的销售,他们也应该了解市场营销的基本方法。
(二)数控专业的人才培养主要定位在普通机械加工、数控的技术应用基层, 这在珠三角乃至全国都是数控人才需求最庞大的群体。他们的工作侧重是普通机械加工设备的操作、数控设备的操作和简单设备的维护及维修等。他们不需要深入了解数控设备的技术细节,但需要熟练掌握设备的工作原理及零件的加工流程。另外,有一些企业涉及数控设备等的销售,他们也应该了解市场营销的基本方法。
(三)两个专业的培养目标为热爱社会主义祖国,拥护党的基本路线,为地方经济发展和社会需求服务的具有良好的政治品质、思想素质、道德品质及有一定的基础理论和专业技能,能适应社会主义现代化建设需要和适应模具、数控行业发展需要,在具有必备的基础理论知识和专门知识的基础上,模具专业重点掌握从事模具制造、模具的装配、维修等专业领域实际工作所需基本能力和基本技能,包括结构简单的塑料模具、冲压模具零件的加工制造能力,常用模具生产设备的使用和维护能力,模具装配和维护的能力,模具生产工艺的设计和实施能力等;数控专业重点掌握从事普通机械加工、数控设备的使用和维护能力,零件生产工艺的设计、编程和实施能力等,均要求具有较快适应生产、建设、管理、服务第一线岗位需要的实际工作能力的德、智、体、美等全面发展的应用型中等专业技术人才。
二、模具、数控专业人才的培养规格
(一)模具、数控专业人才的主要知识
1、模具专业:通过调查统计,企业对学生在识图、加工工艺、公差配合与测量技术及模
具基本知识方面的能力普遍具有较高的要求,其次是金属材料与热处理、数控编程、电加工基础等方面的能力要求,再次之是对机械基础、CAD、3D软件使用能力的要求。也有少数企业认为3D、CAD、英语、机械基础等可以不学习,电工基础不用学。这就要求我们在培养学生时要特别加强学生机械制图、加工工艺及公差配合与测量技术的能力。
2、数控专业:通过调查统计,企业对学生在识图、加工工艺、公差配合与测量技术及数控编程基础方面的能力普遍具有较高的要求,其次是CAD、3D软件使用、金属材料与热处理、机械基础、专业英语等方面的能力要求,再次之是对电加工基础能力的要求。也有少数企业认为CAD、电加工、机械基础等可以不学习,电工基础不用学。这就要求我们在培养学生时要特别加强学生机械制图、加工工艺、公差配合与测量技术及数控编程基础的能力。
(二)模具、数控专业人才的主要技能
1、模具专业:企业期望学生对模具操作的基本能力要突出,对加工设备的操作及钳工能力要优秀,没有提到证书的要求。这就要求我们在培养学生时要加强学生对模具、设备操作实际的动手,增强实训环节的教学,对学重在突出一至两项技能训练。
2、数控专业:企业期望学生对加工设备的操作能力、数控设备的使用和维护能力,零件生产工艺的设计、编程和实施能力要优秀,没有提到证书的要求。这就要求我们在培养学生时要加强学生对设备操作及工艺设计实际的动手,增强实训环节的教学,对学重在突出一至两项技能训练。
(三)人才培养的素质要求
对于两个专业,企业均期望学生热爱本职岗位、热爱企业,具有良好的社会责任感和团队合作精神,职业道德优秀,创新意思强,同时具有良好的品质意识和心理素质。这就要求我们在培养学生时要继续加强对学生的爱岗敬业教育,诚信教育,学生对自己要有一个正确的定位,在毕业前希望学校加强对公司管理制度的培训。
三、关注模具、数控行业的技术发展,体现教学内容的先进性和前瞻性密切关注模具、数控技术的发展,通过校企合作、聘请企业人士讲座及专家讲座等形式,及时调整课程设置、教学内容及教学模式,将本专业领域的新知识,新技术、新材料、新工艺和新方法,补充和更新到专业教学内容中(要求第四学期一定要聘请公司相关人士到校讲座)。使学生在扎实掌握专业基本知识和基本技能的基础上,及时了解本领域的新技术发展,并掌握相关技能,实现专业教学基础性与先进性的统一。
通过市场调查和学校模具、数控专业教师认为,我校模具、数控专业的培养目标及课程建设基本符合市场的需求,今后再不断地完善学校管理制度及相关设施,重要的是在今后的教学过程中对学生的教育、教学及管理工作,真正落实学校的教改。