Thông tin ngành

Thông tin chi tiết toàn cảnh về ngành công nghiệp khuôn ép phun: vượt qua những làn sóng thay đổi

• 2025-07-04

Thông tin chi tiết toàn cảnh về ngành công nghiệp khuôn ép phun: vượt qua những làn sóng thay đổi

1. Phân tích toàn cảnh ngành khuôn ép

Là một thiết bị quan trọng trong sản xuất công nghiệp, khuôn ép phun được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như ô tô, điện tử, thiết bị gia dụng, bao bì, v. v., và chiếm một vị trí quan trọng trong sản xuất hiện đại. Nguyên lý hoạt động của nó là bơm nhựa ở trạng thái nóng chảy vào khoang khuôn có hình dạng cụ thể, sau khi làm nguội và đóng rắn, các sản phẩm nhựa có hình dạng và kích thước cụ thể được hình thành. Từ các nhu cầu thiết yếu hàng ngày đơn giản đến các bộ phận ô tô phức tạp, khuôn ép phun đã trở thành công cụ cốt lõi để sản xuất hàng loạt các sản phẩm nhựa với độ chính xác cao, hiệu quả cao và tính nhất quán cao.

(1) Tình hình phát triển của ngành khuôn ép phun

Hiện tại, thị trường khuôn ép phun toàn cầu tiếp tục phát triển. Theo dữ liệu nghiên cứu,2024Quy mô thị trường khuôn ép phun toàn cầu đạt khoảng303.7Tỷ đô la Mỹ, dự kiến2031Năm sẽ leo lên383.5Tỷ đô la,2025 - 2031Tốc độ tăng trưởng kép hàng năm trong giai đoạn này (Cagr) Là3.4%. Đằng sau xu hướng tăng trưởng này là sự tăng trưởng ổn định của nhu cầu đối với các sản phẩm nhựa trong các lĩnh vực ứng dụng khác nhau và những cơ hội mới do tiến bộ công nghệ mang lại.

Từ góc độ phân bố khu vực, Châu Á là thị trường khuôn ép phun lớn nhất thế giới, chiếm hơn50%. Trung Quốc đã trở thành một lực lượng quan trọng trong ngành công nghiệp khuôn ép phun ở châu Á và thế giới với sự hỗ trợ hoàn chỉnh của chuỗi công nghiệp, nền tảng sản xuất khổng lồ và trình độ công nghệ không ngừng được cải tiến.2024Giá trị sản lượng khuôn ép của Trung Quốc chiếm khoảng toàn cầu30%, Hoạt động xuất khẩu khuôn mẫu xuất khẩu, sản phẩm được xuất khẩu sang Châu Âu, Châu Mỹ, Đông Nam Á và các khu vực khác. Đồng thời, nhu cầu về khuôn ép tại thị trường nội địa của Trung Quốc cũng rất mạnh, sự phát triển nhanh chóng của ô tô, điện tử, thiết bị gia dụng và các ngành công nghiệp khác đã cung cấp một không gian thị trường rộng lớn cho các công ty khuôn ép phun.

(2) Lịch sử phát triển của ngành công nghiệp khuôn ép phun

Quá trình phát triển của ngành công nghiệp khuôn ép phun là một lịch sử đổi mới liên tục, từ sản xuất thủ công đến cơ giới hóa và sản xuất tự động, mọi thay đổi đều thúc đẩy sự tiến bộ vượt bậc của ngành. Trong những ngày đầu, khuôn ép chủ yếu dựa vào sản xuất thủ công, hiệu quả sản xuất thấp và độ chính xác khó đảm bảo. Với sự tiến bộ của cuộc cách mạng công nghiệp, thiết bị gia công cơ khí dần dần được áp dụng trong sản xuất khuôn mẫu, giúp cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất và độ chính xác.20Sau giữa thế kỷ, sự xuất hiện của công nghệ gia công CNC đã mang lại một bước nhảy vọt về chất cho ngành công nghiệp khuôn ép phun, giúp cho việc sản xuất khuôn có hình dạng phức tạp trở nên khả thi. Nhập21Trong thế kỷ, với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ máy tính và công nghệ thông tin, ngành công nghiệp khuôn ép phun đã mở ra kỷ nguyên kỹ thuật số và thông minh.CAE(Kỹ thuật có sự hỗ trợ của máy tính),CAD(Thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính),Cam(Sản xuất có sự hỗ trợ của máy tính) và các công nghệ khác được sử dụng rộng rãi trong thiết kế và sản xuất khuôn mẫu, điều khiển kỹ thuật số toàn bộ quá trình khuôn mẫu từ thiết kế đến sản xuất, rút ngắn hiệu quả chu kỳ phát triển khuôn mẫu, nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất. Trong khi đó, ngành công nghiệp4.0Và sự gia tăng của khái niệm sản xuất thông minh đã thúc đẩy các công ty khuôn ép đẩy nhanh tốc độ nâng cấp thông minh, giới thiệu thiết bị thông minh, dây chuyền sản xuất tự động vàDao(Hệ thống thực thi sản xuất) và các hệ thống quản lý thông tin khác thực hiện giám sát thời gian thực, lập lịch tối ưu và truy xuất nguồn gốc chất lượng của quá trình sản xuất.

 Thiết bị chế biến Jiefeng_Taizhou Jiefeng Mold Co., Ltd. (jfmoulds.com)

2. Phân tích chuỗi ngành khuôn ép

Chuỗi công nghiệp của ngành công nghiệp khuôn ép bao gồm ba liên kết chính là cung cấp nguyên liệu đầu nguồn, thiết kế và sản xuất khuôn giữa dòng và các ứng dụng hạ nguồn. Mỗi liên kết có liên quan và phối hợp phát triển với nhau, tạo thành hệ sinh thái của ngành công nghiệp khuôn ép.

(1) Cung cấp nguyên liệu đầu nguồn

Nguyên liệu thô của khuôn ép chủ yếu bao gồm thép khuôn, khung khuôn, các bộ phận tiêu chuẩn và vật liệu phụ. Thép khuôn là nguyên liệu cốt lõi và chất lượng của nó trực tiếp ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của khuôn. Trong những năm gần đây, với sự gia tăng nhu cầu về khuôn mẫu có độ chính xác cao và tuổi thọ cao trong ngành công nghiệp khuôn, hiệu suất cao khuôn thép R & D và ứng dụng đã trở thành một xu hướng. Ví dụ, thép khuôn đặc biệt như thép gương, thép khuôn gia công nóng và thép khuôn gia công nguội ngày càng được sử dụng rộng rãi trong khuôn ép phun. Các loại thép này có khả năng chống mài mòn tốt, chống ăn mòn, ổn định nhiệt và hiệu suất xử lý. Đáp ứng nhu cầu sản xuất của các sản phẩm nhựa khác nhau. Khung khuôn và các bộ phận tiêu chuẩn là thành phần cơ bản của khuôn, và mức độ tiêu chuẩn hóa và mô-đun của chúng tiếp tục được cải thiện, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất khuôn và giảm chi phí. Đồng thời, với sự phát triển của công nghệ sản xuất khuôn, các yêu cầu về độ chính xác và chất lượng của khung khuôn và các bộ phận tiêu chuẩn cũng ngày càng cao. Mặc dù các vật liệu phụ như chất giải phóng khuôn, chất bôi trơn, môi trường làm mát,… chiếm một tỷ trọng tương đối nhỏ trong chi phí khuôn, nhưng chúng cũng đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động bình thường của khuôn và chất lượng của các sản phẩm nhựa. Ví dụ, chất giải phóng chất lượng cao có thể làm cho sản phẩm nhựa được giải phóng trơn tru và tránh hư hỏng bề mặt sản phẩm; phương tiện làm mát hiệu quả có thể tăng tốc độ làm mát khuôn và nâng cao hiệu quả sản xuất.

(2) Thiết kế và sản xuất khuôn giữa dòng

Thiết kế và sản xuất khuôn là liên kết cốt lõi của chuỗi công nghiệp khuôn ép phun, trình độ kỹ thuật và năng lực sản xuất của nó quyết định trực tiếp đến chất lượng và hiệu suất của khuôn. Về thiết kế khuôn mẫu, với sự phát triển của công nghệ máy tính,CAE、CADCông nghệ đã trở thành một công cụ thiết kế chủ đạo.CAEThông qua việc mô phỏng và phân tích quá trình ép phun, công nghệ có thể dự đoán trước các khuyết tật có thể xảy ra của sản phẩm, chẳng hạn như cong vênh, vết co ngót, vết hàn, v. v. và đưa ra các đề xuất tối ưu hóa cho thiết kế khuôn, do đó giảm hiệu quả số lần thử khuôn và rút ngắn chu kỳ phát triển khuôn. Giảm chi phí.CADCông nghệ hiện thực hóa việc số hóa và trực quan hóa thiết kế khuôn mẫu. Các nhà thiết kế có thể thực hiện mô hình 3D, phân tích lắp ráp và gỡ lỗi ảo trên máy tính để cải thiện hiệu quả và độ chính xác của thiết kế. Trong quá trình sản xuất khuôn mẫu, công nghệ gia công CNC chiếm vị trí chủ đạo. Thiết bị gia công CNC như trung tâm gia công, máy công cụ EDM, máy cắt dây, v. v. có thể thực hiện gia công khuôn có độ chính xác cao và hình dạng phức tạp. Đồng thời, với sự phát triển của công nghệ sản xuất thông minh, việc ứng dụng dây chuyền sản xuất tự động và robot công nghiệp trong sản xuất khuôn mẫu đã dần trở nên phổ biến, hiện thực hóa việc tự động hóa và thông minh hóa quy trình sản xuất khuôn mẫu, nâng cao hiệu quả sản xuất và ổn định chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, để đáp ứng nhu cầu của thị trường về khuôn có độ chính xác cao và tuổi thọ cao, một số quy trình sản xuất tiên tiến như phay tốc độ cao, gia công nano và sản xuất phụ gia (3DIn), v. v. cũng được sử dụng trong sản xuất khuôn ép phun. Công nghệ phay tốc độ cao có thể thực hiện gia công khuôn có tốc độ cao và độ chính xác cao và cải thiện chất lượng bề mặt; công nghệ gia công nano có thể sản xuất các bộ phận khuôn có độ chính xác cấp nano để đáp ứng nhu cầu sản xuất khuôn ép siêu nhỏ; công nghệ sản xuất phụ gia là khuôn kết cấu phức tạp Sản xuất cung cấp các giải pháp mới, nó có thể nhận ra thiết kế cấu trúc khuôn mà quá trình sản xuất truyền thống khó đạt được.

(3) Các lĩnh vực ứng dụng hạ nguồn

Các lĩnh vực ứng dụng hạ nguồn của khuôn ép rất rộng, bao gồm nhiều ngành công nghiệp như ô tô, điện tử, thiết bị gia dụng, đóng gói, y tế và hàng không vũ trụ. Nhu cầu về khuôn ép phun trong các ngành công nghiệp này cho thấy các đặc điểm đa dạng và cá nhân hóa, thúc đẩy đổi mới công nghệ và nâng cấp sản phẩm trong ngành khuôn ép phun. Trong ngành công nghiệp ô tô, với sự tăng tốc của xu hướng phát triển ô tô nhẹ và thông minh, khuôn ép phun được sử dụng rộng rãi hơn trong sản xuất phụ tùng ô tô. Ví dụ, một số lượng lớn các sản phẩm nhựa được sử dụng cho các bộ phận nội thất ô tô, bộ phận ngoại thất, bộ phận động cơ, bộ phận pin, v. v., đặt ra yêu cầu cao hơn về độ chính xác, chất lượng và hiệu quả sản xuất của khuôn ép phun. Đồng thời, sự phát triển nhanh chóng của các phương tiện năng lượng mới cũng đã mang lại cơ hội mới cho ngành công nghiệp khuôn ép phun, chẳng hạn như nhu cầu về khuôn ép cho hộp pin, vỏ cọc sạc, vỏ động cơ và các bộ phận khác đang tăng nhanh.

Ngành công nghiệp điện tử là một lĩnh vực ứng dụng quan trọng khác của khuôn ép phun. Vỏ, bộ phận cấu trúc và các bộ phận của các sản phẩm điện tử tiêu dùng như điện thoại thông minh, máy tính bảng, máy tính xách tay và thiết bị đeo hầu hết đều sử dụng quy trình ép phun. Với sự tăng tốc của tốc độ nâng cấp sản phẩm trong ngành công nghiệp điện tử, chu kỳ phát triển và độ chính xác của khuôn ép phun ngày càng cao, và khuôn ép chính xác đã trở thành xu hướng chủ đạo của thị trường. Trong ngành công nghiệp thiết bị gia dụng, vỏ, lớp lót và các bộ phận của các thiết bị gia dụng khác nhau như tủ lạnh, máy giặt, điều hòa không khí, TV, v. v. không thể tách rời khỏi khuôn ép phun. Khi người tiêu dùng nâng cao yêu cầu về thiết kế ngoại hình và hiệu suất chức năng của các thiết bị gia dụng, các công ty sản xuất khuôn ép phun cần liên tục đổi mới các khái niệm thiết kế, nâng cao độ chính xác và chất lượng sản xuất khuôn để đáp ứng nhu cầu phát triển của ngành thiết bị gia dụng.

Ngành công nghiệp bao bì là một trong những lĩnh vực được sử dụng rộng rãi nhất trong khuôn ép phun. Các sản phẩm bao bì nhựa như chai nhựa, hộp nhựa, pallet nhựa, màng nhựa, v. v. đã được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, đồ uống, hóa chất hàng ngày, y học và các ngành công nghiệp khác. Nhu cầu về khuôn ép trong ngành bao bì chủ yếu tập trung vào khuôn hiệu quả cao, chi phí thấp và thân thiện với môi trường. Đồng thời, với sự gia tăng nhu cầu của ngành bao bì về bao bì cá nhân hóa và tùy chỉnh, các công ty khuôn ép cần có khả năng đáp ứng nhanh nhu cầu thị trường.

Ngành y tế có yêu cầu cực kỳ cao về chất lượng và độ chính xác của khuôn ép, chủ yếu được sử dụng trong sản xuất thiết bị y tế dùng một lần, vật tư y tế và các bộ phận thiết bị y tế. Vì các sản phẩm y tế liên quan trực tiếp đến cuộc sống và sức khỏe của con người, các công ty khuôn ép phun cần tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn sản xuất thiết bị y tế liên quan và các yêu cầu quy định để đảm bảo chất lượng và an toàn của khuôn. Việc ứng dụng khuôn ép trong ngành hàng không vũ trụ chủ yếu tập trung vào sản xuất một số bộ phận không quan trọng và các bộ phận nội thất. Mặc dù quy mô ứng dụng tương đối nhỏ nhưng các yêu cầu về hiệu suất và chất lượng của khuôn là vô cùng khắt khe, đòi hỏi khả năng chịu nhiệt độ cao, chịu áp suất cao, Độ bền cao, trọng lượng nhẹ và các đặc điểm khác. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ hàng không vũ trụ, việc đổi mới công nghệ và nâng cấp sản phẩm của khuôn ép cũng đặt ra những yêu cầu cao hơn.

Jiefeng Mold Show_Taizhou Jiefeng Mold Co., Ltd. (jfmoulds.com)

3. Xu hướng phát triển công nghệ của ngành khuôn ép phun

(1) Công nghệ sản xuất và thiết kế kỹ thuật số

Công nghệ thiết kế và sản xuất kỹ thuật số là một trong những xu hướng cốt lõi của sự phát triển trong tương lai của ngành công nghiệp khuôn ép phun, nó sẽ chạy qua toàn bộ quá trình thiết kế, sản xuất, thử nghiệm và bảo trì khuôn. Trong giai đoạn thiết kế,CAE、CADCông nghệ sẽ tiếp tục được nâng cấp để đạt được phân tích mô phỏng chính xác hơn và tối ưu hóa thiết kế hiệu quả hơn. Ví dụ: dựa trên dữ liệu lớn và trí tuệ nhân tạoCAEPhần mềm phân tích có thể tích hợp một lượng lớn dữ liệu thiết kế và sản xuất khuôn mẫu, đồng thời dự đoán hiệu ứng ép phun theo các kế hoạch thiết kế khác nhau thông qua các thuật toán học sâu, đồng thời cung cấp cho các nhà thiết kế cơ sở ra quyết định hướng tới tương lai hơn. Trong khi đó,CADPhần mềm sẽ nhận ra kết nối liền mạch với các hệ thống thượng nguồn và hạ nguồn, chẳng hạn như kết nối với cơ sở dữ liệu hiệu suất vật liệu của nhà cung cấp nguyên liệu để đảm bảo rằng các đặc tính vật liệu có thể được xem xét đầy đủ trong quá trình thiết kế; kết nối với hệ thống sản xuất để thực hiện việc truyền trực tiếp dữ liệu thiết kế và xử lý các hướng dẫn Tạo tự động. Trong liên kết sản xuất, công nghệ sản xuất thông minh sẽ được mở rộng hơn地应用。工业机器人、自动化生产线将成为模具制造车间的标配，实现模具零部件的自动化加工、装配和检测。同时，通过引入物联网技术，实现生产设备的互联互通和生产过程的实时监控，企业可以对生产现场进行远程管理和调度，及时发现和解决生产中的问题，提高生产效率和产品质量稳定性 。此外，数字化双胞胎技术也将在注塑模具行业中崭露头角。通过建立模具的数字化双胞胎模型，企业可以在虚拟环境中对模具的设计、制造、装配、调试以及运行维护等全过程进行模拟和验证，提前发现潜在问题并进行优化，从而缩短模具开发周期，降低成本，提高模具的可靠性和性能 。

（二）高性能材料应用

随着注塑模具向高精度、长寿命、高性能方向发展，高性能材料的应用将成为必然趋势。在模具钢领域，新型模具钢材料不断涌现，如粉末冶金模具钢、热作模具钢、冷作模具钢等。粉末冶金模具钢通过特殊的粉末冶金工艺制备，具有组织均匀、无偏析、硬度高、耐磨性好等优点，能够有效提高模具的使用寿命和性能 。热作模具钢在高温环境下具有良好的强度、韧性和热疲劳性能，适用于制造注塑成型过程中承受高温、高压的模具零部件 。冷作模具钢则具有高硬度、高耐磨性和良好的韧性，常用于制造冷冲压、冷挤压等模具 。除了模具钢，其他高性能材料如陶瓷材料、复合材料、智能材料等也在注塑模具中得到了一定的应用。陶瓷材料具有硬度高、耐磨性好、耐高温、耐腐蚀等优点，可用于制造模具的型芯、型腔等关键零部件，提高模具的使用寿命和精度 。复合材料则结合了多种材料的优点，如碳纤维增强复合材料具有高强度、轻量化等特点，可用于制造大型注塑模具的结构件，减轻模具重量，提高生产效率 。智能材料如形状记忆合金、压电材料等能够根据外界环境的变化自动调整自身性能，为注塑模具的智能化设计和制造提供了新的思路 。此外，随着环保意识的不断提高，可降解材料在注塑模具中的应用也将逐渐增加。生物可降解塑料如聚乳酸（PLA）、聚羟基脂肪酸酯（PHA）等具有良好的生物降解性和环境友好性，可用于制造一次性塑料制品和包装材料的注塑模具 。

（三）绿色制造技术

在全球倡导绿色发展的大背景下，注塑模具行业的绿色制造技术发展迅速。绿色制造技术主要包括节能减排、资源循环利用以及环保材料应用等方面。在节能减排方面，注塑模具企业通过采用节能型注塑机、优化注塑工艺参数、回收利用余热等措施，降低生产过程中的能源消耗和碳排放。例如，新型节能注塑机采用伺服电机驱动系统，相比传统液压注塑机可节能30% - 50% 。通过优化注塑工艺参数，如调整注射速度、压力、温度等，可以减少塑料的浪费和能源消耗 。同时，利用热交换器等设备回收注塑过程中产生的余热，用于预热原材料或加热车间，实现能源的二次利用 。在资源循环利用方面，模具再制造技术得到了广泛关注。通过采用表面修复、增材制造等技术，对废旧模具进行修复和再制造，使其性能恢复到或接近新品水平，延长模具使用寿命，减少资源浪费和环境污染 。此外，注塑模具企业还注重对生产过程中产生的废料、边角料等进行回收利用，通过分类、加工等方式将其转化为可再利用的原材料 。在环保材料应用方面，除了前文提到的可降解材料外，注塑模具企业还积极采用无毒、无害、低挥发性的环保型原材料和辅助材料，如环保型脱模剂、润滑剂等，减少对环境和人体的危害 。同时，在模具表面处理工艺中，采用环保型电镀、涂装技术，替代传统的含重金属、高污染的处理工艺 。

（四）微型注塑与精密注塑技术

随着电子、医疗、航空航天等行业对微型化、精密化产品需求的不断增加，微型注塑与精密注塑技术成为注塑模具行业的重要发展方向。微型注塑技术主要用于制造尺寸微小、精度要求高的塑料制品，如微机电系统（MEMS）零部件、微型传感器、微型医疗器械等 。与传统注塑技术相比，微型注塑技术在模具设计、注塑工艺、设备选型等方面都有更高的要求。在模具设计方面，需要采用高精度的加工设备和先进的设计理念，制造出尺寸精度达到微米级甚至纳米级的模具型腔和型芯 。同时，要考虑模具的排气、冷却等问题，确保塑料熔体能够均匀填充型腔，避免出现成型缺陷 。在注塑工艺方面，需要精确