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精密注塑模具与注塑件的行业现状

来源:国泰君安 2015-11-27 09:50:00打印

作者:陈维伦

一、行业基本情况

(1)注塑模具与注塑件简介

注塑模具与注塑件作为模具制造的其中一类产品进行分类管理,而精密注塑(Precision plastic injection molding)是注塑模具行业中较新发展起来的细分行业。

精密注塑件的生产过程基本由塑料材料、注塑模具、注塑工艺和注塑设备四种要素组成。塑料材料常以适应精密注射成型的ABS、PA、POM、加玻纤或碳纤等工程材料为主,具有力学性能高、尺寸稳定、抗蠕变性好和耐环境应力开裂的优点;注塑模具是取得符合质量要求的精密塑料制品的关键因素之一,一般由机械强度高的合金钢制造而成。模具具有硬度高、耐磨性好、抗腐蚀性和更高的光洁度使得容易脱模的特点。良好的模具设计能减少注塑制品成型收缩误差、注塑变形、脱模变形和降低制品精度误差,保证产品质量,有效做到质量控制;精密注塑工艺是通过注塑机生产出尺寸精度达到0.01-0.001mm之间的一种注射成型生产方式,在精度上有别于常规注射成型,具有高精度、中路偏差小的优势;精密注塑设备是实现精密注塑的载体,为保持工艺的重复精度和保障产品质量控制,精密注塑设备需对注塑加工的温度、速度、压力、位置和时间具有较高的控制水平。

根据重量重复误差,注塑设备可以为分为四种不同规格。

综合水平

重量重复误差

普通注塑设备

1%左右

较精密注塑设备

达到0.8%

精密设备

低于0.5%

超精密注塑设备

低于0.3%

另外,我国塑料模塑件尺寸公差的标准《GB/T14486-2008》表明注塑件的公差等级可以分为MT1到MT7七个级别,其中MT1是误差程度最低即精度最高的一级,MT7是精度最低误差最高一级。目前对塑胶齿轮的标准以参照金属齿轮的标准为主。其中国际ISO1328的齿轮公差标准为例,标准分别到1-12级。1级为最高等级,其中国际汽车一级供应商对齿轮入门级别在10、11级左右,良好的塑胶齿轮供应商能将精度保持在9级,一流的供应商精度能达到8级水平。

如我国注塑市场惯例将MT3以上标准的注塑制品或模具定义为精密注塑级别,根据应用产品的精度要求,可再分为高精度和一般精度,具体分类如下表:

类别

特点

应用产品

高精度模具

尺寸微型化,齿孔密集型,结构相对简单,生产周期短

封装、电子和医用产品

一般精度模具

尺寸较大,齿孔较少,适用于生产结构复杂化的制品,每个产品模具由多个部件共同组合完成

汽车制造、家用电器、办公用品和工业制造。

高精度注塑制品

使用高精度模具生产;以快销产品为主;规模量化生产为主。

医用一次性产品、封装包装使用产品、消费电子产品。

一般精度注塑制品

使用一般精度模具;尺寸相对较大,生产周期较长;常设计到二次复杂加工

建材、汽车零部件、家用电器、玩具、大型医疗设备和其他日用品。

一般而言,单个精密注塑制品的生产流程需时介于15至60秒,具有设计能力的塑料制品厂商可根据客户颜色、形状和大小等实际需求,为客户定制化生产制品。

(2)行业现状及发展前景

纵观注塑模具与注塑件行业,德国与美国作为全球注塑最大的生产国一直占据市场领先地位。2011年我国成为世界第二大经济体后,作为世界工厂,中国的塑料产业也在快速发展,规模迅速扩大,外资和内资投资的注塑模具与注塑制品生产商的数量呈爆发性增长。从《2015美国塑料材料和机械出口指导》显示,截止2013年末,在中国营业收入超过2000万元的注塑制品生产企业就达到13,699家,大部分主要分布在珠江三角洲和长江三角洲区域。

精密注塑模具与制品行业具有广阔市场空间。近年随着高分子材料和微电子技术的高速发展,电子电路高度集成化,使得工业设备零件逐渐发展为高精度化、高精度化、轻量化、小型化和微型化,精密注塑件复合高精度的要求,且具备良好的机械性、力学性能和尺寸稳定性等优点,在物流、包装、通信、航天、军工、机械、汽车、消费电子和医疗设备等领域因替代部分高精度的金属零件而得到了广泛应用,如汽车发动机热管理系统、刹车系统、座椅调节系统、门锁系统、玻璃升降器系统和车灯控制系统中传动核心功能的零部件,电子产品外壳和医疗器械中的一次性注射器。

目前我国精密注塑与模具行业仍处于发展阶段,主要体现在以下几个方面:

①从前景来看,高端精密注塑模具与制品行业是朝阳行业

精密注塑模具与制品行业属于模具制造的分支,具有新颖轻巧、灵活多样、综合造价低、生产周期期短、高精度、高性能及微型化等属性,与传统五金模具相比更加节省能源消耗,符合技术进步、作为新型的结构件形式。随着产业结构的升级成为国家发展战略,精密注塑产业将在很多领域拥有最大潜力。

②我国精密注塑行业发展潜力巨大

从市场来看,与发达国家成熟市场相比中国工程塑料在通信、航天、军工、机械、汽车、消费电子和医疗设备等多个领域的应用发展潜力巨大。根据《2015美国塑料材料和机械出口指导》预测,因为工程塑料相对金属原材料具有更轻盈,低成本和高精度的特点,汽车制造、消费电子和医疗设备的消费需求将会推动高端功能性材料产业升级的进程。预计2015年全球注塑制品的市场将以5.3%的年均复合增速增长,在2018年达到4760亿美元的市场空间,其中近40%市场份额属于亚太地区,而中国作为世界工厂和汽车消费大国,会占据亚太地区第一的市场份额。

③从政策上看,国家大力扶持高端精密塑胶注塑行业

近年来,我国政府非常重视先进结构的材料产业发展,并针对整个产业发展制定了规划。如《关于印发“十二五”国家战略性新兴产业发展规划的通知》,其中就对工程塑料产业制定了相关鼓励和扶持措施。除了为了工程塑料产业的发展创造良好外部环境,政府还将在招标采购方面优先考虑国内创新企业,积极推动我国先进结构材料产业的发展。

(3)行业生命周期

目前精密塑胶注塑与模具行业仍处于成长时期,属于新兴的先进结构材料产业业,与航天、机械、汽车制造、电子设备、医疗设备关系密切的行业,具有替代部分金属零附件的作用,随着节省能源保护环境意识增强,市场需求增加。行业周期性特征表现不明显,本行业相对传统模具制造行业抗风险能力相对较强。

二、市场规模

根据IPSOS2014年的市场调查显示,2012年中国作为世界第二的精密注塑价与模具出口国,出口总值占比全球精密注塑价与模具产量的28%。MT3标准以上的注塑模具出口产值达253亿元人民币,占国内注塑模具出口总值的40%。其中高精度的模具和一般精度模具的出口总值分别为99亿元和154亿元人民币;而MT3标准以上的注塑制品出口产值达5,189亿元人民币,占中国注塑制品产出总值的58%,其中高精度和一般精度注塑件的出口总值分别为1,800.5亿元和3,383亿元人民币。

MT3标准以上的注塑模具与制品出口产值预估

数据来源:IPSOS研究

数据来源:IPSOS研究

自2008年至2012年,MT3及以上精度的注塑模具出口总值从164亿元人民币增长至254亿元人民币,实现了11.5%的年均复合增长率。同期高精度和一般精度注塑件的出口总值从2532亿元人民币增长至5189亿元人民币,实现了19.5%的年均复合增长率。由于2009年的金融危机和2012的欧债危机,行业内出口总值在当期发生下滑,使得2009年至2012年之间的模具与注塑件出口产值年均复合增长率分别为11.56%和19.65%左右,与2010年到2011年间的年均复合增长率14.22%和28.98%相比,下降了2.66和9.34个百分比。2010年,出口总值的增长主要因为行业下游市场需求上升和产品售价的反弹所致。

随着全球经济逐渐恢复与国家产业升级,要加强工程塑料改性剂加工应用技术开发,大力发展聚碳酸酯、聚氨酸、聚甲醛和特种环氧树脂等先进结构材料产业,将产业列入“十二五”国家战略性新兴产业发展规划。预计2013年至2017年,MT3及以上精度的塑胶注塑与模具出口总值的年均复合增速将继续保持在10%和15%左右,MT3及以上精度的注塑模具出口总值会从270亿元人民币增长至408亿元人民币,MT3及以上精度的塑胶注塑件会从5968亿元人民币增长至10,438亿元人民币。

三、行业产业链情况

注塑模具与制品行业链包括上游原料供应行业和下游需求行业。

(1)注塑模具与注塑制品的上游主要为模具钢、模胚和模具配件,注塑用热流道和塑胶粒子等钢材、化工制品生产企业。上游行业原材料质量和成本决定了注塑模具与注塑制品的质量与价格,目前国内钢铁、塑料等原材料市场参与者较多,充分竞争,另外国内期货市场拥有健全的钢铁、塑料等期货交易机制和丰富标的品种,价格公开透明,有利于企业对原材料的价格预测,做好采购成本控制。

(2)注塑模具与注塑制品的下游广泛应用于汽车、通信、家电、消费电子、航空航天、能源、建筑建材、机械与信息等行业领域,这类行业具有规模量化生产等特点,需求量较大且密集,下游行业的景气程度会影响注塑模具与注塑制品行业的发展状况。

下游客户对注塑件的精度和质量要求非常严格。主要体现在产品的表观质量和内在质量两方面。厂商对注塑件的产品质量控制要符合质控管理体系认证标准,如汽车零部件企业的ISO/TS16949,以保证同一批次的注塑件形状和精度高度一致;另外,产品的内在质量,包括融合缝强度、残余应力、取向与密度、相关的力学性能、热性能、电学和光学性能等,关系到终端产品功能的稳定性与耐用程度。

注塑件的下游客户以定制设计,订单化生产为主。注塑件常为客户定制的非标准化产品,生产企业要根据客户的个性化需求进行订单化生产。注塑件的大规模生产离不开模具,模具的开发和制造能力往往决定了注塑产品的质量和技术水平。对企业而言,注塑模具的设计和生产是核心。模具是客户的定制需求的载体,为生产特定产品专用。行业通常的做法是生产企业根据客户需求设计和生产模具后,模具卖给客户,由生产企业保管和存放,以方便及时生产,若双方解除合作关系时,相关模具归还客户。

与下游客户建立的合作关系具有相互依存性。例如,汽车行业具有专业领域分工协作的属性,为保证汽车在产品寿命期限内稳定运行,不出安全事故,汽车一级零部件供应商会通过严格的资质审查寻找合适的二级零部件生产厂商。由于每个型号注塑件对应唯一一套注塑模具,模具具有唯一性和特殊性。一级零部件供应商在选定注塑模具供应商后,一般会避免因频繁更换供应商而可能产生较大的经济损失,会和入选的供应商保持较为稳定的合作关系。随着产品的稳定应用,双方会逐渐形成较强的依赖关系。

下游客户具有较强的议价能力、产品开发周期较长。通常下游客户是各个行业中的优势企业,为了保证供货质量和及时交付,下游客户会对注塑模具和注塑件供应商的机器设备、产品开发设计能力、供货速度、产能保证、生产管理、质量控制、资信状况、环境保护,甚至包括社会责任等进行资质审查。从认证到产品试样需要六个月到一年左右周期,在各方面达标的前提下,客户才会提供批量订单,跨国企业供应商资质的审核周期更长。进入客户的供应商名单后,下游客户一般会稳步扩大采购量。

四、行业竞争情况

(1)行业整体竞争状况

截止2013年末,我国营业收入规模超过2000万元的塑料制品生产企业共有13,699家,但具有高端精密注塑模具与注塑制品生产能力的企业数量有限,大部分是外商投资背景的生产企业为主。其中新加坡投资背景的企业由于资金优势、技术优势和管理规范,在精密工程材料和生产领先大部分国内厂商,导致行业内的大部分内资企业只生产相对低端的产品,竞争力不强,规模较小,市场集中度不高。随着近年的国家提倡技术引进和产业升级,产业资本开始注重并加强工程材料企业的投资,伴随国产汽车市场的崛起,国内厂商通过技术引进和严格规范管理流程,开始得到国内外知名供应商的认同并逐渐提高市场份额。目前公司以外,市场主要参与者有富泰克、福益精密、东泰、耐普罗等。

(2)主要竞争对手及其基本情况

①富泰克精密注塑(苏州)有限公司,富泰克(苏州)成立于2002年6月,注册资本500万美元,该公司以医疗、汽车、办公电子产品精密注塑模具和注塑件的研发、生产、销售为主要业务,是新加坡FORTEQUE工业企业在中国大陆投资的生产企业。

②福益精密模塑(上海)有限公司。福益(上海)成立于2003年4月,注册资本1105万美元,是新加坡第一工程公司在中国大陆投资设厂的生产企业。主要产品包括汽车零部件、消费电子、医疗器械等精密注塑模具和注塑件等。

③东泰精密模具(苏州)有限公司,东泰精密成立于2002年6月,注册资本1999万美元,该公司是香港金紫荆投资有限公司在中国大陆投资设厂的生产企业之一。主营消费电子产品的精密注塑和零部件,该公司客户以日本佳能、索尼为主。

④耐普罗塑胶模具(苏州)有限公司。耐普罗(苏州)成立于2000年9月,注册资本是1770万美元,该公司曾是美国耐普罗中国控股有限公司在中国大陆投资的生产企业。主营产品是健康护理和消费包装产品的精密注塑模具和注塑件。2013年该公司被美国电子技术解决方案供应商—捷普科技收购。

⑤宁波舜宇模具股份有限公司,成立于2002年4月,注册资本4210万元人民币,于20015年2月挂牌。是一家集注塑模具研发、设计、制造和汽车内、外饰功能件(出风口、杯托、烟灰缸 )产品开发、制造、加工组装于一体的高新技术企业。

五、行业壁垒  

(1)技术壁垒

在当前市场情况下,客户出于市场竞争的需要,其产品需求具有非标准化、小批量、灵活多样且交货期紧迫的特点,为满足市场和客户的需求,结构件生产 企业必须具备快速的响应能力和较为灵活的柔性生产体系,在原材料采购、模具 开发、样品试样、生产加工、质量检测、产品组装及跟踪服务方面建立快速响应 机制,保证利用相同的生产设备生产出不同规格型号的产品。不具备开发实力及技术经验的小规模供应商较难参与到产品的开发。产品开发能力和制造能力是其中一个重要壁垒。

(2)管理壁垒

一般而言,整车厂商或一级汽车零部件厂商会对其供应商进行严格的选择和控制。首先,作为零部件企业的供应商必须建立客户指定的国际认可的第三方质量体系,如ISO/TS16949或ISO:13485;其次,由于模具的使用特点和精度要求,加上模具单件小批量生产的特点,工序多,生产周期长,交付时间压力大,对模具生产管理要求非常高,要求模具企 业对原材料采购、产品设计、加工制造、装配与试模、订单管理与售后服务等诸多环节采取精益化管理。高管理水平来自于高效精干的管理团队和持续不断的管理技术更新。新进入该行业的企业难以在短时间内建立高效的管理团队和稳定的管理机制,较难获得客户的订单。

(3)客户壁垒

客户壁垒主要存在于下游客户对精密注塑模具与制品厂商的产品质量和产能的认可建立了较高标准。例如,由于全球汽车工业国际分工合作体系的确立,整车厂商当前已广泛采用整车全球分工协作战略和零部件的全球采购战略,整个行业已逐步向生产精益化、非核心业务外部化、产业链配置全球化、管理机构精简化的方向演化发展。然而考虑到产品开发和产品质量等因素,整车厂商对期其配套供应商的生产规模、产品质量及安全、后续支持服务等设置了严格准入要求。先行占领市场往往会获得更多的市场优势,形成与采购商的长期战略合作关系,具有较高的排他性。即使出现新的竞争者,为规避产品品质风险和持续供应风险以及产品认证所花费的时间成,下游客户一般会优先选择原有模具和结构 件产品供应商。

(4)资金门槛壁垒

精密塑料行业属于资金密集型行业。一方面,下游客户主要分布在市场化程度高、行业竞争较为激烈的汽车和消费电子行业,对产品供应的及时性、生产的规模性、产品质量的稳定性有较高要求。这导致了精密塑胶注塑制品与模具生产商在购建厂房、采购生产及检测设备、维持必要的库存原材料及产成品的过程中存在较高的资金需求。另一方面,全球汽车工业的行业集中度较高,国内外整车厂和一级零部件厂商往往占据一定的议价优势,其信用期限相对较长,为其上游企业造成相当的流动资金压力。

六、行业监管情况

(1)行业主管部门

目前,注塑模具与精密注塑制品开发行业属于专用设备制造业中的模具制造业,已经形成了国家行政监督和行业自律相结合的管理方式,其中行政主管部门为国家发改委与国家工信部,侧重于行业宏观管理;自律性组织为中国模具工业协会、中国塑料加工工业协会,侧重于行业内部自律性管理。

①国家发改委和国家工信部

国家发改委负责产业政策的制订、提出产业发展战略与规划;指导行业技术法规和行业标准的拟订;推动高技术发展,实施技术进步和产业现代化的宏观指导等工作;国家工信部负责拟订并组织实施工业行业规划、产业政策和标准;监测工业行业日常运行;推动重大技术装备发展和自主创新等工作。

②中国模具工业协会和中国塑料加工工业协会(中国塑协)

中国模具工业协会的主要职责为研究模具行业的现状模具行业的现状及发展方向,编制发展计划草案;向政府提出保障行业健康发展的政策性建议;组织技术经济信息与经营管理的经验交流;培训技术和管理人才,推广新技术;开展对外经济技术交流与合作。

中国塑协拥有2000多家会员单位,涵盖全国塑料行业研究、开发、加工应用等领域。协会的职能是反映行业意愿、研究行业发展方向、协助编制行业发展规划和经济技术政策;协调行业内外关系、参与行业重大项目决策;组织科技成果鉴定和推广应用;组织技术交流和培训、开展技术咨询服务;参与产品质量监督和管理及标准的制定和修订工作;编辑出版行业刊物;提供国内外技术和市场信息;承担政府有关部门下达的各项任务。

序号

文件名称

相关部门

文号/
日期

说明

1

《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》

国家发展改革委员会

2007

将模具加工技术及设备作为当前优先发展的高技术产业化重点领域。

2

《中华人民共和国国家标准GB/T 14486-2008》

国务院

2008

详述定义塑料模塑尺寸公差

3

《国家装备制造业调整和整形规划》

国家发展改革委员会

2009

重点发展精密型腔模具、精密冲压模具、高档模具标准件,高效、高性能、精密复杂刀具,高精度、智能化、数字化量仪,高档精密磨料磨具等。

4

《汽车行业调整和振兴规划》

国家发展改革委员会

2009

关键零部件技术实现自主化。发动机、变速器、转向系统、制动系统、传动系统、悬挂系统、汽车总线控制系统中的关键零部件技术实现自主化,新能源汽车专用零部件技术达到国际先进水平。

5

《关于印发“十二五”国家战略性新兴产业发展规划的通知》

国家发展改革委员会

2012

加强工程塑料改性剂加工应用技术开发,大力发展聚碳酸酯、聚氨酸、聚甲醛和特种环氧树脂等先进结构材料产业。

6

《产业结构调整指导目录》(2011年修订)

国家发展改革委员会

2012

非金属制品精密模具设计、制造。

7

《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》

国家发展改革委员会

2007

将模具加工技术及设备作为当前优先发展的高技术产业化重点领域。

七、 影响行业的有利和不利因素

(1)行业发展的有利因素

①精密注塑制品应用市场广泛

精密注塑制品拥有高精度化、轻量化、小型化和微型化等特性,符合工业设备零件的要求,具备良好的机械性、力学性能和尺寸稳定性等优点,在物流、包装、通信、航天、军工、机械、汽车、消费电子和医疗设备等领域因替代部分高精度的金属零件而得到了广泛应用,这些行业都是国民经济中基础的行业。

②产业政策大支持环保行业发展

2009 年 5 月 12 日,国务院通过的《装备制造业调整和振兴规划》提出产业 调整和振兴的四项主要任务,并明确了相关的政策支持措施。其中,将关键零部件技术实现自主化。发动机、变速器、转向系统、制动系统、传动系统、悬挂系统、汽车总线控制系统中的关键零部件技术实现自主化,新能源汽车专用零部件技术达到国际先进水平。另外,发改委2012年3月26日颁布的《产业结构调整指导目录》(2011年修订)中明确将非金属制品精密模具设计、制造列入产业调整目录,9月3日颁布的《关于印发“十二五”国家战略性新兴产业发展规划的通知》中强调要加强工程塑料改性剂加工应用技术开发,大力发展聚碳酸酯、聚氨酸、聚甲醛和特种环氧树脂等先进结构材料产业。

③精密塑胶注塑制品与模具市场需求持续增长

虽然全球金融危机对于我国实体经济产生了一定的不利影响,但在国家宏观调控和经济刺激计划的作用下,我国的国民经济迅速从危机中恢复过来并且保持了良好的增长势头。根据国家“十二五”发展计划,“十二五”期间国家将重点发展高端装备制造、机器人、新能源、医疗、精密制造、消费电子、汽车制造等工业领域,而这些行业都是的塑胶注塑制品的消费大户,它们的发展将给行业带来广阔的市场空间。

④以塑代钢技术升级需求

以塑代钢是汽车工业的革命性技术进步。世界政府对节能减排和环保提出了更高要求,汽车工业已逐渐向轻质化的方向发展,塑胶制零配件将会更加广泛应用到汽车生产中。目前精密注塑件的消费将占到汽车生产近8%至10%的成本。汽车部分的动力系统、引擎的进气和排气系统、电气系统以及油箱废气排放都开始向塑胶制品更换,据测算,每两或三公斤的金属汽车零配件能被一公斤的塑胶制汽车零配件替换,替换后的机动车能减少6%至8%的汽油消耗,非常符合节能减排、环保的考核考核标准。由于我国拥有庞大的人口基数,在汽车、电子产品和医疗行业都将产生巨大的消费体量,使得精密塑胶注塑与模具行业在我国具有很大的市场空间。

(2)影响行业发展的不利因素

①专业人才短缺

精密注塑模具行业是技术与经验并重的行业,对专业人才的技术及经验具有较高的依赖性,而行业内优秀人才尤其是模具开发人员和调试工人匮乏,导致行业许多企业开发设计及创新能力薄弱、技术管理落后、竞争力不足。

②行业整体技术水平有待提升

随着国产汽车工业和消费电子产品市场规模日益扩大,为国内精密塑胶注塑制品与模具生产商提供巨大的市场空间和更多提升技术的机会。尽管行业整体技术水平技术有较大提升,但技术与管理水平与国际先进企业相比仍有较大差距,不仅营运资金、存货管理和销售预判的能力仍需加强,有相当一部分的高档模具还不具备自产自销的技术。

 


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