目 录

综述与专论

全钢成品轮胎库新增入库与出库运输线浅析 ......................................................孟烁，姜波（1）

论增材制造如何赋能模塑智造成为新业态................................................................ 杨建京（8）

塑料加工成型技术的现状及进展 ....................................................................王帅，刘莉（12）

把握双循环战略，加快我国力车胎产业由大到强的进程........................................... 陈志海（18）

胶管胶带行业“十四五”开局运行态势分析及构建新发展格局大形势下的前景展望与发展建议

.......................................................................................................................... 李鸿（24）

活络模激光清洗技术的开发应用及发展方向 ....................................邹涛，杨和逸，仇连波（33）

新形势下轮胎工厂提高能效技术的新思考.............................................................. 陈元荣（43）

研究与开发

活性炭吸附脱附 +RTO 焚烧工艺在处理轮胎企业硫化工序废气上研究与应用

.................................................................................................... 顾建，包捡青，王斌（48）

MPU/CM 并用比对 MPU/CM/PA12 TPV 性能的影响 ....................................韩笑，邓涛（53）

激光清洗技术在轮胎模具清洗中的应用研究 .......................................................... 潘济堂（58）

炭黑配方橡胶连续终炼实验研究 ........... 肖鑫鑫，边慧光 , 许明辉，王禄银，牛广智，汪传生（63）

橡胶加工技术及设备的研究.................................................................... 吕柏源，吕晓龙（71）

降低活络模对轿车子无线轮胎均匀性影响的技术研究 ................................................. 邹涛（87）

新技术与新产品

子无线航空轮胎圆形钢丝圈的应用选型 ........................... 王超群，吴洪全，齐立平，魏爱龙（99）

子无线航空轮胎缠绕带束层结构设计 .........................................王超群，齐立平，魏爱龙（104）

橡胶防老剂 3100G 在铁路减震橡胶产品中的应用 ................................................ 刘士铎（116）

电动车轮胎的发展现状及开发设计 ............................... 李慧敏，刘宝涛，张凯凯，王龙庆（121）

抗疲劳剂 Topfill ®N98 在降低橡胶减震产品疲劳变形性能的应用

............................................................................... 刘士铎，赵旭魁，张明栋，杨春晖 （132）

测试与分析

橡胶密封件生产工艺与质量检测 ..................................................................饶翼，肖彬（136）

航空轮胎静平衡差度检测方法 ........................................................................... 王超群（140）

四种全钢子无线轮胎成型工艺分析 ..................................................................... 张脉永（147）

基于 CAE 仿真技术的某硫化机产品锁模套紧固螺栓断裂分析及结构优化

............................................................................... 刘玉龙，杨慧丽，丁振堂，刘云成（155）

胎面缠绕技术在不同轮胎结构上的应用分析 ..................................................贾旗，李利（162）

设备维护与企业管理

胎坯立库堆垛机常见故障及处理对策分析............................................................... 杨洋（169）

橡胶混炼生产线的规划与选型 ..................................................... 韩帮阔，杨菲，刘金一（174）

重型阻挡器的使用维护及优化 .............................................................................. 王发（184）

环带锭子房 BS40 锭子架优化项目 ..................................................................... 刘长城（188）

设备故障的统计分析 ........................................................................................ 栗晓华（198）

设备全生命周期管理方案运用 ........................................................................... 杜晓林（203）

基于 LEC 评价法的临时用电作业风险评估与控制 .............................. 楼洪，李芬，洪育仙（214）

半钢子无线轮胎断面常见缺陷原因分析及解决措施 ......................... 刘国英，张凤杰，赵辉（217）

轮胎企业人力资源开发的方法及要求分析............................................................ 王其营（221）

智能制造与自动化

基于机器视觉的胎面裁断定长测量与控制系统 ..................................................... 何光发（226）

SIMOTION D435 在大口径波纹管成型机上的应用 ............................................. 许志胜（231）

硫化群控系统的组建与应用......................... 李刚，郑万利，王忻国，陈伟，楼鑫，林元表（237）

绿色制造与节能环保

低分子量 PPC 的改性及其在橡胶绿色化研究中的应用

......................................................................... 王忠光， 赵桂英，杨昭，徐云慧，孔媛（242）

一种闷烧喷淋法的废气治理系统的研究 ............................................................... 彭森明（247）

轮胎企业的热平衡分析及利用 ........................................................................... 王其营（252）

了解脱硫，循环经济之路和潜在的市场影响 ........................................................... 张宇（257）

为可持续的“绿色”炭黑创建新的行业标准 ........................................................... 张宇（263）

废旧轮胎循环再生利用脱硫工艺与设备的技术进步与发展趋势 .................. 吕晓龙，吕柏源（268）

孟烁 等·全钢成品轮胎库新增入库与出库运输线浅析

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本文主要介绍该项目自主设计及相关安装、运行技术要求等。该项目以日产约 4500~4800 条全钢

胎为基础，从试验机检测完成后通过爬坡运输带自动入库进行人工分拣、由车辆搬运至各轮胎出库运

输链处，完成轮胎发货等，如图 1。

1 以下为全钢库房总平面图

图 1 方案设计施工图（本图显示方位 ：上东下西、左北右南）

1.1 以下为简单描述介绍该项目设计入库分拣线（1 套）

在动偏试验机房出口至全钢成品库房之间设计、制作一条输送线，将全钢成品胎输送至全钢库房

内。动偏试验机房出口至全钢成品库房之间通过连廊连接，连廊总体框架为钢结构，底面敷设 4mm 钢板，

连廊剖面内部净尺寸为 2500mm×2500mm，平立面图（见图 2）（连廊由工厂实施，最终尺寸以基建图

为准）：

全钢成品轮胎库新增入库与

出库运输线浅析

孟烁，姜波

( 桦林佳通轮胎有限公司，黑龙江 牡丹江 157400)

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图 2 连廊设计图

1.2 连廊内输送线的安装位置

靠近连廊东侧（设计、安装时应考虑各设备的维修空间），使成品胎无阻滞地输送至库房入口输送

带，连廊西侧为安装和检修通道（见图 3）。连廊内输送线各钝角转弯处通过动力锥形辊连接 ；连廊出

口 90°直角转弯处通过动力模组带连接。

图 3 连廊安装及检修通道设计

1.3 库房入口处

通过 1 条动力接取输送带与连廊出口模组带实现对接，使成品胎进入无动力螺旋辊道（见图 4），

并可自由下滑至底层 ；为防止成品胎在下滑过程中产生冲击和挤压，螺旋辊道设计的角度应适合工厂

所有规格成品胎自由下滑至螺旋辊道的出口位置，进入无动力下胎辊道后落地（出口辊面至地面高度

600mm），再通过挡胎装置使成品胎实现直立并静止，当出口位置的成品胎被取走后可实现自动补充。

为增加缓存，无动力螺旋辊道应充分利用现场的高度、入口和出口的角度进行增加层数设计。当缓存

达到上限时则自动停止入库。

孟烁 等·全钢成品轮胎库新增入库与出库运输线浅析

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图 4 螺旋式辊道

（1）无动力螺旋辊道安装位置 ：必须减少成品库房的占地面积，不影响螺旋辊道、库房内采暖等

设施的维护和操作（无动力螺旋辊道外沿距离库房内墙≥ 600mm）。为增加存放架存放数量而便于更多

规格分检，无动力螺旋辊道下层出口位置应朝正东方向。

（2）连廊出口模组带与库房入口接取输送带处需增加防火卷帘门，在应急状态下，防火卷帘门必

须实现无阻碍自动（或手动）关闭，同时，所有入库输送线通过连锁控制全部停止工作。

（3）在动偏试验机出口和库房入口位置增加计数检测点，且检测开关不能被成品胎直接刮碰或撞

击，计数数据按日、月、年统计并保存。

2 以下为简单描述介绍该项目设计出库线（2 套）【见图 6】：

（1）该出库现为爬坡带、积放辊道、Z 型连续式提升机、无动力下胎辊道各 2 套组成。

（2）出库线安装的位置 ：为实现单人操控、减少成品库房占地面积及减少出库运输通道，2 台 Z

型连续式提升机集中并对称布置在主通道中心线靠出货平台的库房内侧，2 台提升机出货后直接通过

无动力下胎辊道滑落至出库平台（设计、安装时需考虑各设备的维修空间）。

图 5 轮胎出库线

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图 6 自动提升机

（3）人工将成品胎倒放在爬坡带上，经可放置多条轮胎的积放辊道按控制模式自动进入 Z 型连续

式提升机并自动提升至出货平台（提升机出口上表面距出货平台底面高度为 900mm），在提升机出口位

置安装 1m 长的无动力下胎辊道，可越过 370mm 厚度的隔离墙，使成品胎自由落至出货平台地面（无

动力下胎辊道出口辊面至出货平台地面高度 600mm）。

3 该相关自主设计相关技术规范

3.1 主要技术要求参数

（1）全钢产能 ：Max ＝ 4500 条 / 天（每天 3 班连续入库）。

（2）全钢备货量 ：每天 2 班备货，最大备货量 8000 条 / 天。

（3）全钢成品胎外径范围 ：φ700mm ～ φ1300mm。

（4）全钢成品胎重量范围 ：16kg ～ 100kg。

（5）全钢成品胎断面宽范围 ：180 ～ 500mm。

（6）全钢动偏机机房输送带最大速度为 ：25m/min。

3.2 连廊至入库端

（1）连廊入库洞口内部净高 ：2500mm。

（2）连廊入库洞口内部净宽 ：2500mm。

（3）连廊入库端输送带上表面至连廊底面高度约 ：1200mm。

（4）连廊入库端输送带上表面至全钢成品库当前底面高差约 ：4850mm。

3.3 提升机至出库端

（1）全钢成品库靠出货区底面至出货平台高度约 ：4300mm。

（2）全钢成品库主通道中心线至东墙距离约 ：20850mm。

（3）全钢成品库与出货区隔离墙厚度为 ：370mm。

（4）单台提升机输送能力 ：6 ～ 15 条 /min（可调）。

（5）两台提升机以主通道中心线为准对称布置，成品胎提升至出货平台后向东西两侧分流。系统

噪音 ：距离设备 1m 处，噪音小于 80db 以下。

3.4 工作条件

（1）入库螺旋辊道运行时间 ：24h 不间断运行（1 天 3 班，每班 8h）。

孟烁 等·全钢成品轮胎库新增入库与出库运输线浅析

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（2）出库提升机运行时间 ：16h 不间断运行（1 天 2 班，每班 8h）。

（3）电源 ：主电源 AC380±10％，50Hz, 三相。

（4）气源 ：0.6MPa 气源（≥ 0.5MPa），管路系统耐压要求≥ 0.9MPa。

（5）系统工作环境温度 ：－ 30℃～ 55℃。

3.5 机械部分技术要求

（1) 在空中检修平台按国家标准安装防护栏，下方安全防护网制作，材料选用角钢（30×30×3t），

钢板网（25×25×2t）。不允许出现叠胎、掉胎等现象。在所有有人操作动力输送电机处均需安装安

全急停拉绳。辊筒选用国内优质品牌，要求所有零部件质量稳定、可靠，保证安装后不允许出现跑偏、

磨损、噪音大等现象 ；所有上、下坡输送线角度须合理，以确保轮胎在输送过程中不出现轮胎打滑、

倾覆现象 ；框架材料采用 T5.0 碳钢板折制制作 160×50×20，支腿选用 100×100×T4.0 方管、12#

槽钢制作，高度可调。运输线支架支腿的布置须整体考虑，要求布局匀称美观。所有下坡自由辊段坡

度须合理，保证轮胎自入口端自由滑动至出口端。不得出现出口端轮胎因累积重力而造成胎体挤压变

形 ；两段输送线间的转角连接处的轮胎运行顺畅，不得出现轮胎在转角连接处的滞留或对下段输送线

的接口处的冲击现象。

(2) 无动力辊道要求

自由辊（ф60×1400）采用轻质焊管表面镀锌抛光处理，壁厚可承载轮胎冲击而不应变形，钢制

轻型辊筒轴心 φ15×1400（轴端内螺纹 M10×20），自由辊安装方式均采用两端内螺纹型固定，主

体框架采用 T5.0 钢 板折制制作（160×50×20），机架拉撑采 用 50×50×T5.0 角钢制作，侧挡辊

（ф50×400）为镀锌辊。

(3) 输送带相关要求

输送带主动辊、被动辊 ：焊接后必须消除内部应力处理，辊筒表面滚花，锥度 1/100，主被动辊

筒壁厚不低于 5mm，表面镀锌处理，输送带上托辊、下托辊表面均镀锌处理，上下托辊（ф76×1400）

采用轻质焊管表面镀锌抛光处理，辊筒壁厚不小于 2.5mm。输送带主体框架采用 T5.0 钢板折制制作

（160×50×20），机架拉撑采用 50×50×T5.0 角钢制作。输送带选用≥ 3mm 无接头草绿色花纹输送带，

皮带宽度为 1300mm。减速电机品牌选用 ：SEW。侧挡辊（ф50×400）镀锌辊。

(4) 连续式提升机（Z 型）相关技术要求 ：

提升机扬程由施工方根据下胎无动力辊道辊面高度 600mm 进行计算，工作节拍为 6 ～ 15 节

拍 /min 可调。提升机最终出口高度、位置、大小由施工方提供工厂进行施工。升降机框架采用

120×120×T4.0 方管制作，驱动链条采用国内优质品牌，传动链板采用 T2.0 镀锌板折制制作。降机

四周配置有安全防护网。减速电机品牌选用 ：SEW。

(5) 无动力螺旋辊道相关技术要求 ：

自由辊（ф60×1400）采用轻质焊管表面镀锌抛光处理，壁厚可承载轮胎冲击而不应变形。钢制

轻型辊筒轴心∮ 15×1400（轴端内螺纹 M10×20），自由辊安装方式均采用两端内螺纹型固定。主体

框架采用 T5.0 钢板折制制作（160×50×20）制作。侧挡辊（ф50×400）镀锌辊。

(6) 安全性相关技术要求 ：

2m 以上高度的输送线在空间允许的情况下，两侧要加装维修通道，且输送线下方需有涂装安全色

的防护栏。在高于 1.5m 的空中输送线下方（过人通道）需加装防护网，材料选用角钢（30×30×3t），

钢板网（25×25×2t）。输送线侧档辊 ：ф50×400 两端内螺纹型镀锌辊。链条护罩装配后为封闭式，

可方便维修拆卸。

3.6 电气控制及软件功能部分

(1) 增加独立的 PLC 控制及控制柜，所配的 I/O 模块需有 20% 的冗余。

（2）电源 ：主电源 AC380±10％，50Hz，三相五线制。

（3）控制系统 PLC 选用三菱 Q 系列（具备远程网络接口、数据上传及配置要求具有 ERP/EAM 接口，

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施工方可通过该接口进行故障诊断与修复）。

（4）光电开关欧姆龙品牌，电磁阀、电磁开关、传感器和指示器的额定电压是 DC24 伏。

（5）配线说明 ：

a. 控制柜内 ：电源总回路塑铜线 RVV2.5mm2 以上。

b. 控制回路 ：塑铜线 RVV0.75 mm2 以上。

c. 控制柜外 ：动力回路多股电缆 RVV1mm2 以上。

d. 传感器用电缆 ZR-RVVP2 0.75mm2 以上

（6）控制回路 ：多股电缆 ZR-KVVR1.0 mm2 以上颜色为电缆本色，可动部（升降机）： 采用高柔

性电缆外接线，外部线路无裸接，控制柜与外部元件的连接要通过连接端子板连接，电线必须使用内

/ 外接头端子压接，接线端子应使用与电线断面吻合的端子。动力线用“O”型冷压接头接线。动力线

以外的交流 / 直流连接导线用 Y 型压接端子。如导线的连接有中间接头，要采用中间接头的连接方式。

接头外接头的使用要与导线的截面相匹配。动力线、信号线…均采用白色套管烙印有黑字（禁止手写、

清晰）。与其它控制盘的连接，使用白色套管黑字，字体要用烙印（禁止手写、清晰）。

（7）导线安装 ：控制盘内导线安装 控制盘内导线要收藏在线槽内，布置合理，整齐地收藏，并

留余量。全部备用线要带有编号引入盘内。

（8）铭牌 ：在柜内元件要贴有与图纸编号相同的标识牌。在现场的所有电器元器件上应有相应

编号。

（9）端子板 ：动力线、信号线全部要通过端子板向外部引出。从 P L C 输入 / 输出模块到端子板

的接线，无论输入输出点使用与否，导线均要接到端子板。接线端子要使用与导线截面相符合的型号。

（10）传感器、电动机上的电缆线上的地址码标识清楚，图纸与实际相符，工程安装调试完成后应

提供电气的正确竣工图纸，方便甲方运行维护。

（11）屏柜设计 : 本系统控制柜采用冷扎钢板制造，坚固适用，易于维修和更换内部元器件。操作

手柄、仪表、指示器具均在地面上 0.6-1.8M。柜内配有一个 AC220V/5A 插座，一个照明灯。表面采

用烤漆工艺，柜体颜色为 RAL-7032。控制柜的防护等级均为 IP55。屏、柜、台结构牢固，能承受运

输和正常使用条件下可能遇到的机械，电气、热应力以及潮湿的影响。柜、台表面平整，无凹凸现象，

油漆颜色均匀一致，漆面整洁美观。柜、台上有与地基固定的安装孔，安装尺寸符合制造图纸的要求，

屏、柜顶部加装吊环或吊钩。控制柜内元器件布置板需留 20% 的空间。

（12）配电柜应根据发热情况安装合适数量的散热风扇及防护滤网以保证柜内电器元件正常散热。

（13）马达用交流接触器，及匹配的马达保护开关，采用施耐德公司产品。所有马达需要有现场标

牌标识，标牌为亚克力板反刻，螺栓固定。

（14）中间继电器 ：欧姆龙公司产品系列 ；光电开关 ：欧姆龙公司产品。

（15）电缆桥架与输送机平行安装，新安装桥架弱电与强电分离布线。电动机进线采用蛇皮软管敷

设。

（16）控制柜要配置监控触控屏、声光报警灯。

（17）光电开关及安全急停开关增加 U 型防护装置，所有光电开关安装在可调节支架上。桥架采用

双轨道桥架（弱电与强电分开式）。

（18）在出口和入口位置加装操作盒并配有急停、启动和停止按钮，在操作侧要增加拉绳开关，且

安全回路采用安全继电器。

（19）电气控制系统还包括随机的辅助电气设备、控制系统、专用电缆及管线、技术文件（电气原

理接线图、说明书）、设备现场服务、人员培训和验收等。

4 项目实施效果（见图 7、图 8）

经过近 3 个月的时间，成品库房新增入库及出库线项目自安装、调试、空负荷试车，最终带负荷

孟烁 等·全钢成品轮胎库新增入库与出库运输线浅析

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试车 72h 运转无故障。该项目运行状态良好，暂无故障发生。

图 7 螺旋辊道效果实施图

图 8 入库输送线效果图

5 结束语

该项目自投产至今运行近一年的时间，各部件及自动化运转无故障发生，极大提高成品轮胎入库

率。以上项目为自主设计，项目安装与制作为工厂外委施工方实施。该自动化项目的实施，同时也标

志着桦林佳通轮胎有限公司进入现代化、自动化工厂的行列。

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2022 年“青科大 . 高机杯”第十二届中国（国际）橡塑技术、装备与市场高峰论坛

一场突如其来的疫情给全球各行各业造成了深远的影响，所谓大疫当前百业艰难。人类正经历百

年未有之大变局，世界必将发生深刻的变化。中国经济增速换挡结构转型，纵观历史，新生事物往往

蕴藏在大危机中，危机和机遇并存的思维，成为新生事物突破的不二法门。回首过去，每种新技术的

高速发展都有自己的风口，世界深度变革，科技主导未来。增材制造技术正处于这样一个大背景下。

1 国内 3D 打印技术加速发展

党的十九大提出“加快建设制造强国，加快发展先进制造业”的发展战略。而就近年充斥着疫情

等因素的影响，不少制造业企业步履艰难，企业感到“山重水复疑无路”，却又在等待“柳暗花明又一村”，

新技术的作用在疫情期间凸显，“变则通，通则达”，主动拥抱新技术数字化的革新浪潮，运用新一代

模具智造技术给企业注入新鲜血液，必将迎接新时代发展的高光时刻！

当前，在科技创新驱动的推动下，全球增材制造技术也是百花齐放，增材制造技术的应用不断得

到深入，《“十三五”国家战略新兴产业发展规划》中“增材制造（3D 打印）”成为重要一员，《国家增

材制造产业推进计划 2017-2020》亦开始滚动编制，国内政策东风无疑对增材制造的规模化应用带来

了更多的机遇。特别是在工业化应用方面，增材制造将同等于传统的减材制造和等材制造一起发挥更

大的柔性作用和自身独特的优势。

3D 打印技术作为第三次工业革命最具代表性、标志性的技术之一，得到制造业的广泛关注。而模

具作为工业之母，模具的特定要求决定了模具本身非标工具的特性和 3D 打印在定制化的应用特点上

不谋而合，3D 打印直接打印金属模具需要解决的主要问题也成为金属 3D 打印模具如何更多地解决传

统模具制造问题，从而形成模具加工的技术升级版。有效缩短传统模具加工多个加工环节，并且还能

独特的加持新的技术特点，应用最大化的提升模具智造水平。

2 金属 3D 打印应用助力模具开发降本增效

首先，3D 打印技术对经济发展到底有什么具体的影响，一种新的技术如果不能带来经济价值也没

有它的存在必要，至少很难得到快速的发展。而金属 3D 打印模具本身不增加额外成本，生产周期短，

设计空间大，环保生产产生废料少。

其次，3D 打印技术可以帮助模具设计工程师跳出原有的设计思路，让模具设计更具有挑战性，复

杂零件加工时间的减少，成型周期的极大改善。技术方面，我们打印的最终产品热处理后硬度可达

HRC48~52 度，甚至根据工件需要还可以更高，可直接应用于模具生产，更主要的是具有随型水路为

模具加装了黑科技，因为我们知道超过 50% 的塑件质量问题都是源自模具温度控制不均衡，成为注塑

周期不能大幅度降低的瓶颈。

论增材制造如何赋能模塑智造

成为新业态

杨建京

（广东模科激光科技有限公司，广东 珠海 519000）

杨建京·论增材制造如何赋能模塑智造成为新业态

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2.1 行业诉求

目前模具制造业主要的行业诉求有以下几点 ：

（1）主要是冷却时间长，不能快速脱模。

（2）在产品冷却过程中不能有效控制模具温度，模具内部温度不均衡容易导致产品变形、翘曲、

等尺寸问题。

（3）模具制造周期长及模具制造成本高，不能快速从容地应对客户对模具日益提高的要求。

2.2 金属 3D 打印解决方案

金属 3D 打印可以为之提供的解决方案有以下几点 ：

（1）通过 3D 数据直接打印出模具镶件内部含有随型水道，水道内壁能更好地贴近产品，水道把

产品表面的热量带走，可以有效地降低冷却时间，缩短整个成型周期，一般生产效率比传统可以提高

30% 以上。

（2）随型水路能均衡产品表面的温度，从而有效防止产品翘曲变形、飞边、气泡、砂眼等注塑件

常规质量缺陷。

（3）金属 3D 打印让设计自由且可以应对产品设计变更改模要求，工艺简单化了，大大缩短了模具

制作周期，减少了多个制造环节产生的制造成本。

对有些注塑模具的内部结构有深骨结构，空间壁厚限制了传统的水路设计，导致冷却周期过长，

而采用随型水路创新设计，可以将注塑成型冷却时间从 35s 减少至 26s，效率提高了 25.7%。同时，

为了更好地降低模具的制造成本还可以采用嫁接打印，也使得模具的总体制作成本降低了 42%，应用

价值立竿见影。

3 设备及材料助力模具开发应用

需要通过有水路冷却的工件就可以考虑采用金属 3D 打印技术，不断开发新的应用点，让更多的产

品受益。比如白炽灯代替了灯泡，新技术的成熟应用可以节约成本，比如早些年热流道在刚推出的时

候也度过了市场验证和认可非常的艰难的时期。

金属 3D 打印设备技术也在不断提高，从铺粉回程、刮粉、铺粉阶段速度可调，单层铺粉时间

≤ 8s，兼顾效率和铺粉质量，有效保障零件打印效率。国内市场上已有新研发的多激光模具打印设备

更是大大提高了打印效率。另外，大层厚打印是提高效率的另一途径，目前有些国内外 3D 打印设备

厂商已掌握层厚为 100µm 的打印工艺，最高打印速度可达单激光 50µm 层厚工艺的 2.5 倍，零件相

对密度达 99.99% 以上。模具加工工艺的可靠性将更高，对于需要嫁接打印或修复的模具，开发零件

自动一体嫁接技术，使用 3D 扫描仪来辅助进行金属件的检测和定位，嫁接精度可控制在 0.05mm 以内，

在能保证复合制造零件稳定性的同时，从而能大大降低复杂零件加工成本。

目前打印模具钢已开发 18Ni300、17-4PH、CX、316L 和 H13 等材料，可以用于金属 3D 打印模具

的正常使用。

增材制造已经不再是简单的一项工艺或装备那么单一，而是一个包括设计、软件、材料、工艺、装备、

价值链、基因组、检测、标准等全方位创新的技术群。产业正在不断转型与升级，唯有创新才能突破传统，

增材制造的技术应用正在以积淀数十载之功呼啸而来，未来必将拥有一席之地。

4 增材制造在模具智造中大有可为

增材制造应用在模具方便主要体现以下几个技术特点 ：

（1）随着打印成本的亲民，未来基本每套模具都可以采用随型水路代替传统水路冷却。我们之前

做模具设计在分模或做模流分析时，发现热点集中区域，首先考虑做水井（喷淋管）或者通过 Be 铜

做镶件来进行冷却。但是，水井冷却的方式如果对于不是圆形结构的产品同样存在冷却不均衡的现象；

其次采用 Be 铜冷却会造成 Be 铜区域与周边钢材区域冷却不均。而往往模具热量不均衡，调机师傅首

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2022 年“青科大 . 高机杯”第十二届中国（国际）橡塑技术、装备与市场高峰论坛

先会考虑延长生产周期来进行平衡制造。

（2）增材制造的加工特点，可以打印具有透气钢的应用。注塑生产过程由于模腔和原材料在熔融

过程产生气体需要从模具中排出，如果不能有效排出容易产生烧焦、困气、走胶不齐，而往往会考虑

采用排气钢。但是传统有局限，因为采用了排气钢镶件，这个区域就会有不能设计水路的尴尬。这就

会造成透气钢的局部温度过高，从而引发产品的外观不良 ；另外传统透气钢容易发生堵塞，需要经常

拆下来维修清洗，使生产停机的时间过长，不能保证连续生产。现在可以采用 3D 打印透气一体件，

有传统没有的优点它可以通过调整参数来达到透气钢的不同致密度，即能保证透气性要求，同时还可

以设计气道，在生产保养的过程中，通过反吹气来保证气道不会堵塞，也可以保证连续生产。另外可

以在非透气区域设计冷却水路，确保透气钢的温度与周边模具钢材的温度一致。

（3）因为增材制造可以制造工件内部复杂的异型结构，可以延伸很多技术应用。传统对于一些有

表面孔特征非常多的产品或一些外观需要达到高光无痕的产品，一般需要采用急冷急热技术，即注塑

充填是切换到热蒸汽，在充填完成后切换到冷却水，而这种方法最直接的影响是需要投资急冷急热设

备，费用昂贵注塑成本增加。而采用增材制造的急冷急热技术，我们既可以达到急冷急热技术的效果，

也可以达到控制成本的目的。它的原理是在靠近产品的区域做一层随形的加热电圈，在电圈的外面设

计一层冷却水路，注塑充填时电圈通电加热，注塑充填完成后停止加热，外层的随型冷却水路保证模

具能够迅速冷却，从而达到急冷急热的效果，两全其美。

在制造业不断转型升级的今天，增材制造技术的推广和应用更具有优势，也为传统制造业找到了

新的亮点，而非对传统模具行业产生冲击，为模具行业带来的机会和新思路才是更值得我们关注。对

于生产开始后可能进行设计变更导致模具重复修改，增材制造技术更能灵活地快速设计和迭代，满足

日益创新的产品应用体验 ；增减材制造完美融合、取长补短。

模具被称为“工业之母”，是工业生产的基石。三十年的发展使中国成为世界模具制造及消费大国，

建立起了模具工业体系，2016 年中国的模具产能达到 2400 亿元，销售额约 1800 亿元 ；中国模具工

业保持着稳步发展、转型升级进一步加快和提质增效前景明朗可期的局面。

模具行业之所以称之为工业之母，因为各个制造业领域都与其可能有关系。制造业对模具的依赖

度比较高。在加工零部件方面，制造模具能够提供高度可靠的产品，同时也有价格昂贵和耗时长的不足。

某些前沿领域的模具制造企业已经开始寻找有效的替代方式，增材制造（3D 打印）制作模具成为了对

模具制造企业很有吸引力的方案，尤其对于形状复杂且小批量生产的模具。

5 攻坚克难模具行业目前所面临的瓶颈问题

传统模具制造主要是制造周期长和制造成本高两个方面，而增材制造技术能够有效缩短整个产品

的开发周期 ；增材制造技术可以降低模具的生产准备时间，使现有的设计工具能够进行快速更新，加

快产品开发速度并且提高灵活性。

增材制造技术加工的模具镶件在降低注塑周期上具有降本优势，针对某些特定复杂结构模具优势

更加明显。尤其是在使用昂贵材料时，例如钛合金等贵金属，传统模具制造技术会导致材料报废率很高，

这时增材制造的成本优势会更加凸显。

此外，增材制造技术的直接成型对模具制造流程缩短产生的利润，带来了积极的影响，对于经常

需要设计变更的产品，可以减少模具设计修改导致的前期成本浪费。

现有的传统冷却系统一般由直孔或斜孔水道构成，其形状无法均匀贴近型腔表面，易造成冷却不

均且效率低，有些结构（如高长细的镶件）甚至无法加工水道。随型腔结构变化的随型冷却水道可极

大地提升冷却效率和均衡性，利用机加工和电火花等传统工艺无法制造。有时为了满足复杂模具高效

冷却的需求，往往需加工 Be 铜镶件以满足局部冷却要求，但增加了模具的制造周期和成本。因此，

高性能模具制造亟需寻求新的加工方法。

增材制造的模具或镶件应用后，注射和冷却时间明显缩短，弥补了传统模具冷却塑件容易产生的

品质缺陷从而得到抑制和改善。

杨建京·论增材制造如何赋能模塑智造成为新业态

11

模具制造工艺直接影响其批量生产模具的使用效果，尤其是冷却系统对其寿命、效率和产品质量

影响至关重要。现有冷却系统大多由直孔水道构成，其形状无法均匀贴近型腔表面，易造成冷却不均

且效率低。随型腔形状变化的随型冷却系统可极大地提升冷却效率和均匀性，但采用机加工无法制造。

增材制造基于材料叠加原理，将复杂三维结构分解为若干二维制造，恰好可解决随型冷却水道的制造

难题。金属增材制造特殊的制造工艺在成形精度、表面质量及复杂结构制造能力方面更具优势。根据

这些年在金属 3D 打印模具市场看到，带有随型冷却水路的模具冷却效率比传统提高 30% 以上，且明

显减小塑件的变形程度，使模具在注塑、压铸、锻造等中具有广泛的应用前景。

模具是基础工艺装备，汽车、3C 等支柱产业中 60% ～ 80% 的零部件靠模具成形。模具制造工艺直

接影响其使用效益，所以模具的冷却系统对模具整体寿命、生产效率和产品质量都是至关重要的 ；有

效解决目前模具行业的几个瓶颈问题。

6 正视增材制造本身技术问题积极同传统制造相融共生

增材制造金属模具仍然面临“材料种类少、应力开裂严重和性能一致性差”的突出问题，制约了

该项技术在模具领域的大范围普及应用。

6.1 未来在该领域所面临的挑战和发展趋势可归纳为以下几点

（1）适合增材制造工艺和模具性能要求的金属材料，以 S136、H13 模具钢为成形材料，就需弄清

合金关键元素 Cr、Mo、V、Si 对于增材制造冶金质量及模具性能的影响规律，气雾化制粉等制备工艺

对增材制造冶金质量及模具性能的影响规律。

（2）基于增材制造工艺的模具随型水道设计规则同模流仿真分析有机结合，另外还需弄清水道截

面形状、尺寸及变截面水道等尺寸因素对冷却效果的影响规律，水道空间布置、多路水道并行布置对

冷却效果的影响规律。

（3）随型水道 + 排气通道一体件，致密型体多工艺结构一体化增材制造工艺。

（4）除了冷却水道外，模具还包括排气通道和异形浇口等难制造结构，可利用增材制造在复杂结

构制造方面的优势，实现区域致密度可调、性能可控的多工艺结构一体化制造。

模具制造过程中，增材制造和传统减材制造工艺相互交替可以得到更好更精密的工件。

7 总结

目前越来越多的供应链加入到模具增材制造行业当中，慢慢形成一个完善的供应体系。针对前文

提到的金属 3D 打印模具还没有大面积爆发的几个关键原因，对于设备商来说，后续会在加工速度上

进行研究并有进一步的提升 ；对于原材料供应商来说，原材料制造技术的提升和降价是一个必然的市

场趋势。

这些年来，我国增材制造技术发展迅猛，体现在非金属和金属两大方面着实为制造业带来了许多

新的变革，许多行业受到了增材制造技术颠覆性影响。其中，模具是现代工业生产中的重要装备工具，

其制造水平直接体现在产品的质量、效益、新产品的研发能力上。

政府工作报告指出，要实施“中国制造 2025”，坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展。

在这一转变和时代科技变革中，智能制造是主攻方向。增材制造产业具有广阔前景，必将引领新一轮

的制造技术革命。在新一轮的技术革命中，增材制造技术将会扮演令人非常瞩目的角色，也必将引领

世界模具制造进入一个全新的时代。

参考文献 ：

[1] 赵焰平 . 金属 3D 打印技术应用的困惑及解析 . 世界有色金属，2016(11).

[2] 潘慧 . 华南理工大学 : 金属 3D 打印技术领域的翘楚 [J]. 广东科技， 2013, 000(019):15-16.

[3] 颜永年 . 金属 3D 打印与传统技术相结合——一种重要的发展方向 [C]. 上海荣格会议展览有限公司，2015.

[4] 王晓燕 . 金属加工领域的 3D 打印产业发展情况 . 金属加工 ：热加工 2020(7):11-15.

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塑料加工行业在国民经济中占有重要的地位，也是基础行业之一 [1,2]。塑料加工成型是实现塑料

制品应用的必要过程。塑料加工成型按材料分可分为热塑性成型和热固性性成型，按成型方法可分为

模压成型、注塑成型、挤出成型等 [3] ；不同的成型方法应用领域不同，塑料制品的性能，外观质量、

精度等也不同。随着塑料产业的不断发展以及产品升级换代速度的加快，传统塑料加工成型行业也面

临了新的挑战，低耗能、绿色、智能、个性化等成型理念也应运而生。

1 传统塑料加工成型

传统塑料加工成型主要分为挤出成型、注塑成型、吹塑成型、模压成型等。传统塑料加工成型方

法一般具备成型速度快、效率高、产品成本低、设备成本较高等特点，适合大批量生产 [4]。

1.1 塑料挤出成型

挤出成型是指聚合物在挤出机中加热加压，以黏流状态从模口挤出成型各种形状的成型方法，如

图 1。挤出成型是聚合物加工中较早出现的技术，已有一百多年的历史 [5]。挤出成型可分为柱塞式挤

出和螺杆式挤出，目前以螺杆式挤出为主。螺杆式挤出基本挤出原理为固体输送理论、熔融理论和熔

体输送理论。按螺杆的数量可以分为单螺杆挤出、双螺杆挤出以及多螺杆挤出。其中，单螺杆挤出优

势在于挤出机设计简单，安装方便、制造成本较低 [6]。双螺杆挤出与单螺杆挤出相比，其主要优势在

于加料方便、排气性能和物料混炼效果好 [7]。多螺杆挤出主要有行星螺杆挤出机和四螺杆挤出机，该

类挤出可进一步加大物料的挤压，剪切，混炼效果更好，但挤出机设备成本也相应增加。

图 1 挤出成型方法 [1]

图 1 挤出成型方法

为提高挤出成型制品的质量与精度，实际挤出过程中会常用辅助挤出技术，辅助挤出技术主要包

括润滑挤出技术以及气体辅助技术等 [8]。润滑挤出技术是指在挤出过程中挤出物料与模壁之间形成润

滑层，可降低聚合物与机头流道的摩擦，减小挤出产品的变形，提高产品的精度及质量 [9,10]。气体辅

助挤出技术是通过气体辅助系统在聚合物熔体和口模之间形成气垫膜层，该技术可有效克服挤出胀大，

改善挤出物表面质量 [11-13]。

挤出成型技术主要应用包括 ：聚合物挤出造粒，管材、板材、片材以及薄膜挤出，异型材挤出等。

挤出成型具有低成本、连续化生产的优势，聚合物种类、挤出工艺以及成型设备不断发展拓展进步，

塑料加工成型技术的现状及进展

王帅，刘莉

（苏州科信安全评价有限公司 江苏，苏州 215000）

王帅 等·塑料加工成型技术的现状及进展

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向着精密化、智能化、高效率、低能耗方向发展。

1.2 塑料注塑成型

注塑成型又称注射模塑成型，是一种将聚合物熔体注射到膜腔内成型的方法。注塑成型优势为制

备效率快，成型精度高，表面质量好，可成型较为复杂零部件。

目前，关于注塑成型主要分为 ：气辅和水辅注塑成型、微发泡注塑、精密注塑以及 CAE 辅助注塑

等 [14,15]。气体辅助注塑成型技术是先向模具型腔中注入一定量的塑料熔体，再利用注入高压惰性气体，

熔体内部产生中空，并实现气体均匀保压。气体辅助注塑成型优势在于减少了材料的使用，冷却速度

更快，生产率更高，收缩痕迹减少，并减少了残余应力 [16]。水辅注塑成型是气辅成型技术基础上发

展起来的，与气辅相比，具有冷却成型快、壁厚更均匀、表面质量高、成本较低等优势，但缺点在于

制品容易留下缺陷，不适于高温注塑，塑料种类受限 [17]。

图 2 微发泡注射成型系统示意图 [18]

微发泡注塑是将非反应气体以微泡的形式引入注塑聚合物中，如图 2。该方法可降低产品质量实

现轻量化，改善制件的翘曲变形和尺寸稳定性，同时能够提高产品强度。微发泡基本原理为 ：首先将

高浓度的非反应性气体溶解到聚合物中，然后形成聚合物 / 气体的单相溶液，再改变温度或压力等条

件从而在聚合物基体中形成大量的气泡核，最后气泡孔长大及气泡孔定型 [18]。目前，已有多种聚合

物材料可应用微发泡成型，如聚氨酯（PU）、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）等 [19]。

精密注塑是随着科技发展以及塑料制品微型精密化应用所提出的先进技术。精密注塑的实现需要

精密注塑工艺，材料性能研究，精密注塑模具，精密注塑机以及精密控制方法 [20]。精密注塑成型技

术最为关注的是尺寸精度，且不同应用领域的制品对尺寸精度的要求也不同 [21]。精密注塑对注塑过

程中的熔体温度、注塑压力、注射速率、保压压力等皆需精确控制 [22,23]。目前，精密注塑已经向超小、

超速、超精密以及智能方向发展。

图 3 软件仿真流程 [24]

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2022 年“青科大 . 高机杯”第十二届中国（国际）橡塑技术、装备与市场高峰论坛

CAE 辅助注塑是指应用计算机仿真技术，对注塑过程进行仿真，优化注塑工艺。目前应用较多的

软件有 Moldflow、Moldex3D 等，可以对型腔、浇口、流道、冷却、保压等系统进行优化，如图 3，

预测产品的变形、内应力以及熔接痕等，指导注塑工艺及模具设计 [24]。

1.3 吹塑成型

吹塑成型是指在借助气压使在模腔中的熔体型坯吹胀成中空制品的成型方法。该成型方法主要成

型塑料瓶以及塑料罐等中空产品，主要应用与饮品、药品、工业化学品、日用化学品和汽车工业等领

域 [25]。吹塑成型可分为挤出吹塑、注射吹塑以及拉伸吹塑等 [26]。挤出吹塑生产效率高、设备成本低，

但废品率较高，废料难回收，制品厚度难以控制。注射吹塑成型过程无废料产生，能较好的控制制品

壁厚，制品的成型精度较高，表面质量也能得到保证。但注射吹塑成型设备成本相比而言较高。拉伸

吹塑是一种双轴定向拉伸的吹塑工艺，基于挤出吹塑工艺和注射吹塑工艺发展起来，如图 4，通过成

型过程中高分子的拉伸取向，可进一步提高制品的机械性能、透明性和阻渗透性能 [27,28]。

图 4 双轴向拉伸吹塑过程 [28]

1.4 模压成型

模压成型是先将聚合物粒料粉料加入到模腔内，然后加压加温使物料成型固化。模压成型可应用

于热塑性材料，如聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯等 ；也可应用于热固性材料，包括酚醛树脂、环氧

树脂和氨基树脂等 [29]。模压成型工艺主要包括：加热温度、加热压力、热压时间及冷却压力和时间等 [30]。

模压成型的优势为 ：制品成型变形小，尺寸精度较高，表面光滑度较好，力学性能稳定，设备成本较

低。但模压成型制品生产效率较低，不适合大批量生产。模压成型主要有纤维料模压法、织物模压法、

层压模压法、缠绕模压法、定向辅设模压等。

图 5 模压成型原理示图 [35]

2 创新塑料加工成型方法

王帅 等·塑料加工成型技术的现状及进展

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随着社会经济发展以及产品制备要求的不断增多，传统塑料加工成型在新要求以及新环境下存在

诸多限制，如小批量、个性化、短生产周期以及微纳制造等。因此，借助于科技进步以及多学科交叉，

一些新型塑料加工成型理论及方法相继提出，并得到长足发展。

2.1 增材制造 3D 打印成型

3D 打印作为一种增材制造方法，近年来得到了较大得发展与利用，3D 打印与传统成型方法不同，

主要采用层层堆积得形式成型各种制品。3D 打印不需要模具，可大大缩减模具设计时间成本，同时可

成型各种复杂结构得制品，即节省材料又可实现个性化设计，特别适合小批量、多结构设计生产。目前，

针对于塑料加工成型的 3D 打印方法主要有熔融沉积法（FDM）、光固化成型法（SLA）、选择性激光烧

结（SLS）等。

熔融沉积法（FDM）3D 打印是目前市场上 3D 打印机采用最多的方式，其主要原理为 ：将聚合物丝

材加热到熔融状态后在喷嘴后挤出，在 3D 打印基板上一层一层堆积成型 [31]。FDM 打印机采用的材料

主要为 ABS、PLA 等。目前，关于 FDM 技术的弹性体 3D 打印及力学增强为研究重点 [32-34]。FDM 打印

机结构简单，操作方便，成本较低。但打印精度不高，产品的力学强度也不高。

光固化成型法（SLA）是采用光固化树脂材料，用紫外激光照射层层固化打印成型的方式 [35]，如图 6。

光固化成型打印制品成型精度较高，表面质量较好。但产品的强度不高，受光固化光敏树脂材料的影

响较大，材料具有一定的毒性，成本相比 FDM 也较高。

图 6 SLS 成形原理图 [36]

选择性激光烧结（SLS）可对高分子材料成型也可对金属 3D 打印成型，其主要原理为将塑料粉末

用激光加热到熔融状态后层层堆积直接成型，可成型任何复杂结构产品 [36]。SLS 成型打印制品的强度

较好、打印精度较高，但是其设备成本以及打印成本也较高。

2.2 微纳制造

微纳制造是指微米、纳米级材料制品的设计、成型、制造，以聚合物为主的微纳制造也越来越受

研究部门及企业的重视，应用范围也不断扩大，包括医疗卫生、防疫防霾、生物医药、光学应用等 [37]。

微纳制造主要包括纳米纤维、微纳层叠挤出以及聚合物微纳结构制备。

聚合物纳米纤维主要采用静电纺丝的方法，基本原理为聚合物溶液或熔体挤出后受几千或几万伏

高压静电克服表面张力，喷射后固化形成微米及纳米级的纤维 [38]。静电纺丝主要分为溶液静电纺丝

和熔体静电纺丝，溶液静电纺丝制备方法简单、导电性较好、可实现纤维的高效连续化制备，但该方

法制备过程存在有机溶剂，对环境存在一定的危害 [39]。熔体静电纺丝是以聚合物熔体形式制备纤维，

如图 7，设备及工艺相对复杂 [40]，但该方法无环境危害，可实现聚合物纳米纤维绿色制备 [41]。

聚合物微纳结构的成型可采用微注塑成型、微挤出成型、微热压成型等技术 [42]。其基本成型方法

与传统成型方法类似，不同的是需要研究聚合物微米尺度的流变特性以及填充机理等 [43]。聚合物微

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2022 年“青科大 . 高机杯”第十二届中国（国际）橡塑技术、装备与市场高峰论坛

结构也可采用等离子体刻蚀、光学光刻法以及电场诱导聚合物微结构成型等 [44]。

2.3 激光塑料加工技术

激光具有能量密度大、速度快、无噪音、定位准确等优势，将激光技术应用到塑料加工成型中，

可对产品进行成型微加工及表面改性处理等 [45]。激光技术在塑料成型中的应用主要包括：聚合物切割、

激光打孔、激光焊接、微流控芯片制造、3D 打印成型等。

激光切割主要是利用激光的瞬时高温将材料熔化、汽化或者分解，对于塑料产品同样适用，但由

于高分子材料的特殊性，产品切割后的表面质量以及精度控制仍是需要研究的问题 [46]。激光打孔与

激光切割原理一样，主要是利用激光的超高温实现，激光打孔定位准确、效率高，但设备的成本较高。

目前对于聚合物的激光打孔主要应用领域是 PCB 印刷线路板行业 [47]。激光焊接是利用高能量激光束

将焊接部分的聚合物熔融，在熔体状态下冷却黏结成型，激光焊接具有速度快，定点焊接、无污染等

优势，但焊接精度，强度以及复杂结构焊接仍面临一定的挑战 [48,49]。

微流控芯片制造也属于微纳制造领域，而激光凭借其无接触加工、定位准确、可实现微结构加工

等优势，是实现微流控芯片制造的重要手段，包括激光烧蚀、光聚合、光还原、光动力组装等，采用

的材料可以为光固化材料和热固性材料 [50]。对于激光在聚合物 3D 打印中的应用主要是光固化成型法

（SLA）和选择性激光烧结（SLS）两种方法。在 SLA 成型中，激光主要作为光源促使光聚合反应 [51]

；

在 SLS 成型中，激光作为热源将照射部分的聚合物加热到熔融状态 [52]。

3 总结与展望

塑料加工成型作为现代制造的基础行业，已经应用到国民经济的各个领域。随着物联网、大数据

信息时代的带来，对于塑料加工成型的发展提供了新的契机，特别是区域链、数据共享等新兴模式。

未来，塑料加工成型将在智能化、精密化、模块化以及绿色低耗等方向上大有可为。

参考文献 ：

[1] 瞿金平 . 塑料加工成型技术的最新研究进展 [J]. 中国工程科学 ,2011,13(10):58-68.

[2] 杨宁 , 王恩功 . 塑料加工成型技术的最新研究进展 [J]. 工业设计 ,2016(06):157-158.

[3] 刘红燕 . 塑料加工成型技术现状及研究进展 [J]. 合成树脂及塑料 ,2017,34(06):93-96.

[4] 谢晖 . 塑料成型加工技术发展现状及研究进展 [J]. 云南化工 ,2019,46(04):152-153.

[5] 王天鹏 . 挤出机发展历史分析 [J]. 南方农机 ,2017,48(24):60.

[6] 高峰 , 李海梅 , 申长雨 . 塑料成型加工实用技术讲座 ( 第四讲 ) 挤出成型发展现状 [J]. 工程塑料应用 ,2003(06):52-55.

[7] 李建军 , 廖洋威 , 李东 . 双螺杆挤出机磨损程度对 PP/GF 共混过程流场的影响 [J]. 广东化工 ,2020,47(12):28-30.

[8] 黄兴元 , 柳和生 , 周国发 , 等 . 辅助挤出技术在聚合物挤出加工中的应用 [J]. 工程塑料应用 ,2005(03):34-37.

[9] 李艳梅 , 刘廷华 . 双螺杆强制润滑挤出 UHMWPE 板材的研究 [J]. 高分子材料科学与工程 ,2003(06):194-197.

[10] 尹延国 , 朱元吉 , 解挺 . 润滑挤出成型技术 [J]. 现代塑料加工应用 ,1996(02):37-40.

图 7 熔体微分静电纺丝装置 [41]

王帅 等·塑料加工成型技术的现状及进展

17

[11] 黄益宾 , 柳和生 , 黄兴元 . 气体辅助挤出成型技术的研究进展 [J]. 塑料科技 ,2008(11):90-93.

[12] 鄢超 , 柳和生 , 黄兴元 , 周国发 . 聚合物气体辅助挤出成型 [J]. 中国塑料 ,2003(11):25-28.

[13] Ren Z , H u a n g X , X i o n g Z . E x p e r i m e n t a l a n d n u m e r i c a l s t u d i e s f o r t h e g a s - a s s i s t e d e x t r u s i o n f o r m i n g o f

polypropylene micro-tube [J]. International Journal of Material Forming. 2020(13):235-56.

[14] 刘成娟 , 刘成刚 , 李延平 . 高分子材料注塑成型技术应用及发展趋势 [J]. 塑料工业 ,2019,47(10):7-10+45.

[15] 李跃文 . 塑料注塑成型技术新进展 [J]. 塑料工业 ,2011,39(04):6-9.

[16] P. Olley. An approximation to the PTT viscoelastic model for gas assisted injection moulding simulation [J].

Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 2020, 278.

[17] 上官元硕 , 章凯 , 柳和生 , 等 . 基于不同材料特性的水辅注塑模拟 [J]. 塑料 ,2020,49(01):109-113.

[18] 王如波 , 王勇 , 夏欣 . 微发泡注塑成型技术的研究和应用 [J]. 橡塑技术与装备 ,2019,45(10):30-34.

[19] 赵正创 , 欧阳春发 , 相旭 , 等 . 微发泡聚合物材料的研究进展 [J]. 化工进展 ,2016,35(S1):209-215.

[20] 彭响方 , 刘婷 , 陈金伟 . 精密注塑成型技术的最新进展 [J]. 塑料 ,2004(06):79-83+57.

[21] 王攀 . 精密注塑成型技术探究 [J]. 机电信息 ,2013(24):106-107.

[22] Zhang H, Fang F, Gilchrist M D, et al. Precision replication of micro features using micro injection moulding:

Process simulation and validation [J]. Materials & Design, 2019, 177:107829.

[23] 刘军辉 . 聚合物光学透镜的精密注塑成型关键技术研究 [D]. 广东工业大学 ,2019.

[24] 王志伟 . 基于 CAE 技术的纺织线夹器注塑成型工艺分析 [J]. 现代制造技术与装备 , 2019(08):164-165+171.

[25] 刘学 , 张玉霞 . 塑料中空吹塑成型用原料、工艺及设备的发展 [J]. 中国塑料 ,2010,24(03):83-91.

[26] 李海梅 , 高峰 , 申长雨 . 吹塑成型发展现状 [J]. 塑胶工业 ,2006(03):15-19.

[27] 刘良先 , 冯志华 , 呼春雪 , 葛嵇南 . 基于正交试验的 PET 瓶拉伸吹塑优化设计 [J]. 中国塑料 ,2020,34(06):73-79.

[28] 胡青春 , 胡斐 , 姜晓平 , 等 . 双轴向拉伸吹塑成型技术原理和实验研究 [J]. 塑料工业 ,2020,48(02):82-87+91.

[29] 赵佳 . 超高分子量聚乙烯模压成型研究 [D]. 北京化工大学 ,2015.

[30] 沃西源 , 薛芳 , 李静 . 复合材料模压成型的工艺特性和影响因素分析 [J]. 高科技纤维与应用 ,2009,34(06):41-44.

[31] 秦瑞冰 , 乌日开西·艾依提 , 滕勇 .FDM 式 3D 打印技术研究进展 [J]. 制造技术与机床 ,2020(02):40-44.

[32] Chi B, Jiao Z, Yang W. Design and experimental study on the freeform fabrication with polymer melt droplet

deposition [J]. Rapid Prototyping Journal, 2017, 23(3): RPJ-03-2015-0028.

[33] 杨卫民 , 迟百宏 , 高晓东 , 等 . 软物质材料 3D 打印技术研究进展 [J]. 塑料 ,2016,45(01):70-74.

[34] M. Ajay Kumar, M.S. Khan, S.B. Mishra. Effect of machine parameters on strength and hardness of FDM printed

carbon fiber reinforced PETG thermoplastics[J]. Materials Today: Proceedings,2020,27(Pt 2).

[35] Quan H Y, Ting Z, Hang X, et al. Photo-curing 3D printing technique and its challenges[J]. Bioactive

Materials, 2020,5(1).

[36] 龚小弟 , 王智 , 于宁 , 高霞 , 黎静 . 用于选择性激光烧结的聚合物粉末材料研究进展 [J]. 功能材料 , 2019,50(10):10027-10039.

[37] 孙靖尧 , 吴大鸣 , 刘颖 , 庄俭 , 许红 , 郑秀婷 , 赵中里 . 聚合物微纳制造技术 [J]. 橡塑技术与装备 ,2016,42(10):1-9.

[38] 杨卫民 , 李好义 , 吴卫逢 , 丁玉梅 . 熔体静电纺丝技术研究进展 [J]. 北京化工大学学报 ( 自然科学版 ),2014,41(04):1-13.

[39] 王艳 . 水溶性聚合物溶液静电纺丝的研究 [D]. 北京化工大学 ,2015.

[40] 王肖娜 , 李莘 , 王宏 , 等 . 熔体静电纺丝研究进展 [J]. 高分子通报 ,2013(07):15-26.

[41] 王紫行 , 伍先安 , 陈明军 , 等 . 聚合物熔体静电纺纳米纤维技术研究进展 [J]. 化工新型材料 ,2020,48(03):29-32+36.

[42] 谈卫国 , 许忠斌 , 蒋兴浩 . 聚合物微纳加工设备的研究进展 [J]. 橡塑技术与装备 ,2015,41(02):6-13.

[43] 王军力 , 王海雄 , 谭晓丹 . 微尺度效应对聚合物微成型的影响 [J]. 塑料 ,2019,48(03):46-51+65.

[44] 蔡安江 , 周嘉玮 , 叶向东 . 电场诱导聚合物微结构成型研究及其新工艺探索 [J]. 化工新型材料 ,2019,47(05):175-179.

[45] 高晓东 , 李好义 , 陈明军 . 激光加工技术在塑料成型加工中的应用研究进展 [J]. 橡塑技术与装备 , 2019,45(08):26-32.

[46] Choudhury I A, Shirley S. Laser cutting of polymeric materials: an experimental investigation [J]. Optics &

Laser Technology, 2010, 42(3): 503-508.

[47] 荣烈润 . 激光微细孔加工技术及其应用 [J]. 机电一体化 , 2003, 9(6): 8-12.

[48] Leister Machining Technology Corporation. Laser welding methods and equipment of joining plastics parts or

plastic and other materials. Switzerland, 99101816.9 [P] .2000-09-20.

[49] Grewell D A, Benatar A. Diffractive optics as beam-shaping elements for plastics laser welding [J]. Optical

Engineering, 2007, 46(11): 118001.

[50] Huft J, Da Costa D J, Walker D, et al. Three-dimensional large-scale microfluidic integration by laser

ablation of interlayer connections[J]. Lab on a Chip, 2010, 10(18): 2358-2365.

[51] 李东方 , 陈继民 , 袁艳萍 , 等 . 光固化快速成型技术的进展及应用 [J]. 北京工业大学学报 , 2015, 41(12): 1769-1774.

[52] Mazzoli A, Moriconi G, Pauri M G. Characterization of an aluminum-filled polyamide powder for applications in

selective laser sintering[J]. Materials & Design, 2007, 28(3): 993-1000.

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2022 年“青科大 . 高机杯”第十二届中国（国际）橡塑技术、装备与市场高峰论坛

1 全球力车胎产品市场规模非常巨大

力车胎产品是自行车、摩托车、电动自行（摩托）车以及其他低速轻便车辆的重要零部件之一，

力车胎只有装配到相应的车辆（以两轮、三轮车为主）上才能体现出它的使用价值。在大部分情况下，

力车胎产品的市场规模，是伴随着自行车、摩托车、电动自行（摩托）车等车辆市场规模的发展而发

展。根据中国橡胶工业协会力车胎分会收集的国内外相关专业机构和媒体公开发布的调研报告或信息，

当今全球自行车、摩托车、电动自行车消费方兴未艾， “新冠”疫情全球蔓延更改变了人们的出行方式。

在全球低碳环保、绿色出行之风日盛的大背景下 ；在发展中国家约占世界 60% 人口仍然以自行车、电

动自行车和摩托车作为主要的短途（5~10km）交通代步或生产运输工具的现实下，全球力车胎产品市

场规模和未来发展空间仍然非常巨大。

1.1 全球自行车市场规模

据 发 表 在《Bicycle-Guider》（ 自 行 车 指 南，www.bicycle-guider.com） 上 一 份 题 为《Bike

Statistics & Facts（of 2021）》的研究报告搜集的数据，现阶段全球自行车年均产量约 1~1.2 亿

辆，全球自行车保有量约 8~10 亿辆。中国、印度、欧盟、中国台湾和日本的自行车产量之和，约占

全球自行车产量的 87%。“十三五”时期我国自行车年均产量为 7600 万辆，约占世界自行车生产总量

的 60％，上世纪 90 年代初我国已成为世界最大的自行车生产和输出基地。现阶段我国自行车保有量

接近 4 亿辆（据 2019 年 11 月召开的中国自行车产业大会发布的消息）。中国、美国、日本、德国、

巴西、印度、意大利、印度尼西、英国、法国、荷兰、加拿大是自行车保有量达到千万辆以上的国家，

其中，中国和美国是当今自行车保有量超亿辆的国家。不过，美国市场的自行车基本依赖进口。2016 年，

美国销售的自行车有 66% 来自中国大陆，27.5% 来自中国台湾，全美销售的自行车近 94% 来自中国大

陆和台湾省。

1.2 全球摩托车市场规模

据全球汽车产业平台 MarkLines（www.marklines.com）发布的研究报告，现阶段全球摩托车年

均产量约 5700~6200 万辆，全球摩托车保有量约 5.6~5.8 亿辆。本土摩托车年产能力达到百万辆以

上的国家有 ：印度、中国、印度尼西亚、越南、泰国、巴基斯坦、巴西，其中，印度与中国是当今世

界上两个摩托车产量超千万辆的国家。印度、中国、印度尼西亚、越南、泰国不但是全球主要的摩托

车生产国，也是全球摩托车保有量最多的国家，其中，印度、中国、印度尼西亚是当今世界上三个摩

托车保有量超亿辆的国家（印度摩托车保有量约 1.3 亿辆、中国约 1.08 亿辆、印度尼西亚约 1.19

亿辆）。越南（摩托车年产能 400 万辆、保有量 4500 万辆）、泰国（摩托车年产能 230 万辆、保有量

2200 万辆）分别位列全球摩托车主要产销国的第四、第五位。拥有 12 亿人口的非洲和近 7 亿人口的

把握双循环战略

加快我国力车胎产业由大到强的进程

陈志海

（中国橡胶工业协会力车胎分会，广东 广州 510280）

陈志海·把握双循环战略，加快我国力车胎产业由大到强的进程

19

拉丁美洲，将成为全球未来一个时期最具潜力的摩托车市场。欧美是摩托车文化底蕴非常深厚的地区，

摩托车已经从代步工具逐步演变为娱乐器械，欧洲摩托车产业规模逐步缩小，现阶段欧洲本地摩托车

年产量约 45~50 万辆（主要产自意大利、德国），年进口量近 30 万辆（2018 年从日本进出口 23 万

辆、从美国进口 5.5 万辆，从其他地区进口 0.4 万辆）。据欧洲摩托车制造商协会（ACEM）公布的数

据，2010~2018 年欧洲摩托车注册量共 812 万辆。美国摩托车保有量约 760 万辆。此外，曾经发展成

为世界第一摩托车大国的日本，现阶段摩托车保有量约 1400 万辆。“十三五”时期我国摩托车年均产

量为 1680 万辆，摩托车保有量约 1.08 亿辆（根据我国交通管理部门于 2019 年初发布的最新统计数

据 8700 万辆，以及按约有五分之一的摩托车没有挂牌推算）。

1.3 全球电动自行车市场规模

近十年来，随着绿色低碳出行方式的兴起，电动自行车在我国、日本和欧美等电网基础设施建设

趋于完善、供电保障能力较高的国家和地区，获得较快发展。据《Bicycle-Guider.com》介绍，电

动自行车在荷兰的销量已经超过了普通自行车的销量。另据《CyclingIndustry.News》（自行车行业

新闻，www.cyclingindustry.news/）引用《纽约时报》的消息，受冠状病毒大流行的影响，2019

年至 2020 年间，美国电动自行车的销量增长了 145%。此则消息还根据欧洲自行车组织跟踪的数据，

认为电动自行车在欧洲的销量也在增加。预测到 2030 年，电动自行车的销量将从每年 370 万辆增长

到 1700 万辆（电动自行车目前占欧盟全部自行车销量的 17%）。“十三五”时期我国电动自行车年均

产量在 3400 万辆以上，我国电动自行车的保有量已经达到 3 亿辆（据 2021 年 4 月召开的新发展格

局下深圳电动自行车产业高质量发展研讨会消息）。我国电动自行车产业起步于 1998 年，与 1992 年

世界第一辆集成镍镉电池和永磁电机的电动自行车——zike 问世，以及日本雅马哈发动机株式会社

1994 年正式推出电动自行车的时间比较接近，产业技术与世界先进水平落差不算大，加上消费市场的

强力拉动，因此我国在比较短的时间内，迅速发展成为世界最大的电动自行车生产国。按当今我国电

动自行车产量及保有量占全球电动自行车产量及保有量 90% 推算，现阶段全球电动自行车年均产量约

3800 万辆，全球电动自行车保有量约 3.3 亿辆。

1.4 全球力车胎产品市场规模

由于全球力车胎产品的生产企业大多数是中小型企业，企业数量众多且分布地域广泛，全球力车

胎产销量的数据采集十分困难，部分国家的行业协会（商会）发布的统计数据也仅覆盖若干会员企

业，未能充分反映本国力车胎产业的发展全貌。因此，中国橡胶工业协会力车胎分会根据收集到的全

球自行车、摩托车和电动自行车年均产量和社会保有量数据，以及由力车胎技术经济专家组提供的各

类通用型力车胎产品使用寿命周期等参数进行推算，推算出现阶段全球自行车胎年均需求量约为 6 亿

条（套）、全球电动自行车胎年均需求量约 4 亿条（套）、全球摩托车胎年均需求量约为 4.5 亿条（套）。

即现阶段全球力车胎产品的市场规模约为 15 亿条（套）/ 年左右。“十三五”时期我国力车胎产品年

均产量超过 8 亿条（套），占全球力车胎市场份额一半以上。

亚洲不仅是全球自行车、电动自行车和摩托车产销量最大的地区，也是全球力车胎产品特别是摩

托车胎产销量最大的地区。力车胎产业属劳动密集型产业，而亚洲的东南亚和南亚地区不仅劳动力充

沛，而且是全球最大的力车胎产品消费市场，以及全球天然橡胶的主产区，这一得天独厚的优越条

件，不仅吸引了世界知名轮胎、力车胎厂商在此投资设厂，该地区的国家也纷纷出台各种优惠政策，

鼓励和支持本国力车胎产业的发展。据总部位于爱尔兰都柏林的全球市场调研机构 Research and

Markets（www.researchandmarkets.com）发布的《全球两轮车轮胎市场》研究报告介绍，亚太地

区拥有现今世界最大的摩托车胎市场，其占全球摩托车胎市场份额比例超过 75%。报告指出，亚太地

区摩托车胎消费市场与欧洲、北美地区不同的是，适合与中小排量（50ml~250ml）摩托车配套使用的

摩托车胎，在亚太市场占主导地位。现阶段全球自行车、电动自行车、摩托车及力车胎产品市场规模

如表 1 所示。

20

2022 年“青科大 . 高机杯”第十二届中国（国际）橡塑技术、装备与市场高峰论坛

表 1 现阶段全球自行车、电动自行车、摩托车及力车胎产品市场规模

车辆类型 全球年产量 全球保有量 全球力车胎年需求量

自行车 约 1 ～ 1.2 亿辆 约 8 ～ 10 亿辆 6 亿条（套）

电动自行车 约 0.38 亿辆 约 3.3 亿辆 4 亿条（套）

摩托车 约 0.57 ～ 0.62 亿辆 约 5.6 ～ 5.8 亿辆 4.5 亿条（套）

2 我国仍然稳居世界力车胎大国地位

据资料记载，1919 年在上海由中华橡皮制造有限公司生产出我国第一条人力车胎（黄包车轮

胎），1935 年由上海大中华橡胶厂生产出我国第一条摩托车胎。我国力车胎发展历程经历了艰难起步

（1919~1949 年）、初步发展（1950~1979 年）、高速发展（1980~2016）三个阶段，现在正迈向高质

量发展的第四个阶段。我国是在力车胎行业进入高速发展阶段的初期成为世界力车胎生产、消费和出

口大国。经过多年来的发展和产业结构调整，我国力车胎产品的主要生产基地，由计划经济时期的“上

（上海）、青（青岛）、天（天津）、广（广州）”，逐步扩展延伸。目前，山东西南部、江苏北部、福建

东南部仍然是摩托车胎、电动自行车胎生产企业较为密集的地区，浙江西北部及河北邢台地区逐步成

为自行车胎、童车胎的生产基地。广东、浙江、川渝、云南地区也分布了产能规模不等的若干力车胎

企业。经中国橡胶工业协会力车胎分会测算，“十三五”时期，我国自行车胎外胎年均产量近 4 亿条、

电动自行车外胎年均产量约 2.9 亿条、摩托车外胎年均产量约 1.34 亿条、综合内胎年均产量约 9 亿条。

改革开放以来，通过大力发展对外贸易，扩大了我国力车胎产品的国际市场。据海关统计数据，现阶

段我国力车胎产品出口全球 180 多个国家和地区，“十三五”时期，我国力车外胎年均出口 21 万 t（约

1.4 亿条）、力车内胎年均出口 12.3 万 t（约 3.8 亿条），年均合共出口力车胎产品 33.2 万 t（约 5.2

亿条）。其中，摩托车外胎和内胎年均出口量分别是 13.7 万 t（约 0.43 亿条）和 8.1 万 t（约 1.8 亿条），

年增长率分别为 7.1% 和 5.2%。在全球疫情蔓延，部分地区航运港口作业受到较大影响、国际海运运

力紧张、价格暴涨的情况下，2020 年我国出口力车胎 35.63 万 t（约 5.52 亿条），同比增长 3.15% ；

出口总额 9.77 亿美元，同比增长 4.47%。在近年部分国家贸易保护主义盛行和 2020 年疫情全球蔓延

的逆势下，我国力车胎产品出口实现持续增长，一方面表明在疫情特殊时期，国际力车胎市场需求大增；

另一方面也显示，近年发展势头强劲的南亚和东南亚新兴力车胎企业，疫情下其产能扩充和产品输出

均受到不同程度影响，有不少订单转向我国力车胎企业。2016~2020 年我国力车胎产品出口情况如表

2 所示。

表 2 2016 ～ 2020 年我国力车胎产品出口量 （单位 ：万 t）

产品名称 2016 年 2017 年 2018 年 2019 年 2020 年

摩托车外胎 11.7 13.9 13.1 14.5 15.4

摩托车内胎 7.6 7.7 7.2 8.8 9.3

自行车外胎 7.8 7.5 7.4 7.2 6.5

自行车内胎 4.2 4.1 4.1 4.1 4.4

合计 31.3 33.2 31.8 34.6 35.6

印度是仅次于我国的世界第二人口大国，也是世界上最大发展中国家之一。庞大的人口数量和社

会经济所处的发展阶段，为印度的自行车、摩托车及橡胶轮胎工业发展提供了广阔市场。20 世纪 90

年代，印度已成为全球第二大自行车生产基地，据 2019 年印度国际自行车展的展会简介，现阶段印

度每年自行车产量约为 1500 万辆，其中每年出口 300 万辆，国内自行车市场的需求较大。印度摩托

车工业也在本世纪初进入高速发展轨道，继 2009 年摩托车产量突破千万辆后，2016 年快速增长到

1770 万辆，超越我国成为全球摩托车产销第一大国。2017 年起，印度年产摩托车保持在 2000 万辆以

上。据相关资料介绍，近十年印度全国摩托车年均产量 1874 万辆，年均出口摩托车约 290 万辆，由

此推算，目前印度摩托车保有量应达到 1.3 亿辆左右。由于 2017~2020 年印度年均进口的摩托车胎仅

约 200 万条（据国贸通大数据、印度海关），即印度每年为满足庞大国内市场而生产的摩托车胎数量，

要比我国每年投放国内市场的摩托车胎数量高出约 1500~2000 万条，但 2016~2020 年印度摩托车胎

陈志海·把握双循环战略，加快我国力车胎产业由大到强的进程

21

年均出口量仅 346 万条（据国贸通大数据、印度海关），比同一时期的我国摩托车胎年均出口量少了

4000 万条。也就是说，虽然印度摩托车产销量超过我国，并拉动了本土摩托车胎产能的快速扩张，但

目前印度摩托车胎的国际市场份额，与我国对比还有很大差距，摩托车胎产出总量仍未能超越我国。

此外，印度自行车的全球市场份额与我国尚有很大差距，电动自行车尚未形成产业化，其自行车胎和

电动自行车胎产能更难以与我国相比。

“十四五”时期，我国力车胎行业将进一步加快推进产业转型升级步伐，通过不断提升自动化、智

能化制造水平和产品自主研发能力，一方面以更高的生产效率和更稳定的质量性能，巩固和发展我国

通用型力车胎产品制造领域在世界力车胎产业中的比较优势。另一方面，大力研发高速子午线摩托车

胎、竞赛自行车胎、耐穿刺电动车胎、免充气自行车胎等技术含量和附加值相对高的新特产品，逐步

扩大行业中高端和专用型力车胎产品的产出比例，阔步迈向高质量发展的新征程。

3 欧美日品牌仍然是世界力车胎产业的领导者

根据中国橡胶工业协会力车胎分会调研了解的情况，现阶段欧洲地区的力车胎品牌至少有 24 个，

北美地区至少有 11 个，拉美地区至少有 2 个，东南亚和南亚地区至少有 39 个。现阶段，全球一线力

车胎品牌主要集中在法、德、意、美、日等几个经济发达国家。发达国家的力车胎品牌当中，有些品

牌产品仍然保留在本国生产，有些则部分或全部转移到中国（大陆及台湾省）、泰国、印度尼西亚、

越南等亚洲国家生产。

在 全 球 一 线 力 车 胎 品 牌 中， 有 的 是 历 经 百 年 的 老 品 牌（ 如 ：DUNLOP、Michelin、Pirelli、

Continental、GOODYEAR 等），虽然这些品牌如今已经发展成为世界轮胎巨擘，其业务重心和主导

产品早已转向汽车轮胎领域，但仍然不忘初心，牢牢掌控世界顶尖自行车胎和摩托车胎研制技术的

制高点，产品在全球高端市场享誉盛名。另外一部分欧洲力车胎品牌（如 ：Vittoria、Schwalbe、

Challenge 、Tufo 等）则专注于高性能、高品质自行车胎、摩托车胎研制，这些品牌通过不懈努力，

也奠定了其世界一线力车胎品牌的地位。还有部分品牌尤其是美国的自行车胎品牌，是通过产业链延

伸，由自行车制造业进入到自行车胎领域（如 ：SPECIALIZED、WTB、TIOGA 等，这些品牌大多数在本

土完成产品设计研发，产品制造则基本交由亚洲地区的工厂贴牌代工）。日本是亚洲力车胎产业较早

崛起和快速发展的国家，1926 年 IRC（前身为井上精工制造厂）开始生产自行车轮胎，1931 年诞生

了后来发展成为世界轮胎业三巨头之一的 Bridgestone。上世纪六、七十年代起，随着日本经济高速

发展和产业升级转型，日本力车胎制造业逐步向高端提升，力车胎生产工厂也大部分迁移到东南亚和

南亚地区。目前日本力车胎品牌至少还有 5 个（均为高品质、高性能自行车胎、摩托车胎品牌），有

一个品牌（Panaracer）仍在日本本土生产自行车胎。

欧美日力车胎品牌，仍然是当今世界力车胎产业的领导者，每年一届的米兰、科隆、拉斯维加斯

等国际性两轮车展会，是这些品牌展示创新成果、散发品牌魅力的大舞台，也是世界顶级自行车（梅

花、泰勒、洛克、皮纳瑞罗、土拨鼠等）、摩托车（哈雷、宝马、杜卡迪、比亚乔、本田、铃木、川崎、

雅马哈等）公司的轮胎供应商，是“环法”、“环意”、“环西”等国际自行车大赛，以及世界摩托车大

奖赛（MotoGP）和超级摩托车锦标赛 (SBK) 的常期参与者，当然也是深受骑行运动爱好者喜爱的品牌，

基本占据了世界自行车轮胎和摩托车轮胎的高端市场。

发展中国家的力车胎品牌，经过不断发展和产业积累，在通用型力车胎产品领域的制造技术日瑧

成熟，亚洲几个力车胎消费量较大的国家，其力车胎产业也有了较快发展，现有产能基本能够满足国

内市场需求，并开始将触角伸向非洲、拉丁美洲、欧洲等地区市场。印度、印度尼西亚、泰国等国家

的一些力车胎企业，还通过与全球一线品牌的合资合作或并购欧洲力车胎企业等方式，加速提升本国

中高端力车胎产品的研制能力。但受多种原因影响，发展中国家的力车胎品牌在国际市场上的知名度

和影响力甚微，在专用型力车胎产品制造领域仍处于追赶提升阶段，在与世界力车胎产业相关的国际

标准制修订中仍欠缺话语权。

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2022 年“青科大 . 高机杯”第十二届中国（国际）橡塑技术、装备与市场高峰论坛

4 我国力车胎产业已经具备由大变强的坚实基础

“十四五”时期，我国力车胎市场将处于一个相对平稳的发展期，力车胎产品需求总量基本稳定、

中高端产品比例逐步提升的产业发展大方向，不会有太大的改变。与此同时，世界广大发展中国家和

地区尤其是非洲等新兴市场，力车胎产品需求仍将有持续和较快的增长，国际力车胎市场竞争也将逐

步趋向激烈。“十四五”时期也是我国力车胎行业全面走上高质量发展轨道，努力实现力车胎强国目

标的一个重要阶段。就目前我国力车胎产业发展现状、全球力车胎产品市场格局和国内外宏观经济大

环境及发展趋势的观察与分析，我国力车胎产业已经具备由大变强的坚实基础。力车胎行业 12 项强

国目标如表 3 所示。

表 3 力车胎行业 12 项强国目标

序号 项目名称 2021 ～ 2025 年目标

1 超薄自行车胎合格率（26×1.95 外胎总 重不超 260g） 98.5%

2 子午线摩托车胎合格率 98%

3 人均年销售收入（万元 / 人） 85

4 销售利润率 10%

5 主要生产设备达到国际水平比例 85%

6 研发经费占销售收入比重 3.0%

7 出口额占销售收入比例 30%

8 产品进出口价格比值 1.05

9 应用信息技术的单一业务环节占所有业务环节比例 100%

10 单一业务环节集成程度 100%

11 每 t 标煤能源产现价工业产值（万元 /t 标煤） 10

12 用水重复利用率 96%

4.1 国内市场逐步向中高端方向发展

2020 年我国人均 GDP 突破一万美元，我国内地有 15 个城市约 1.45 亿人口的人均 GDP 超过 2 万美元。

第一个百年奋斗目标的实现，标志着我国已经全面建成了小康社会，与我国民众日常生活密切相关的

自行车、摩托车、电动自行车等，一部分将继续作为交通代步工具而长期大量存在 ；另一部分则演变

为休闲健身或竞技运动器械（基本为中高端车型），消费群体也将会逐步发展壮大。不论是作为交通

代步还是娱乐运动的车辆，消费者对轮胎的认知程度和质量要求都将会不断提高。我国力车胎市场将

逐步向中高端方向发展，为我国力车胎产业转型和产品升级提供了广阔与美好的市场前景。

4.2 国际市场仍然异常广阔并大有可为

纵观全球市场，无论是发达经济体还是发展中国家，均对力车胎产品有不同程度的需求。现阶段，

非洲、美洲、大洋洲地区所需的力车胎产品，高度依赖进口。欧亚大陆地区既有力车胎产品完全依靠

进口的国家，也有本土有力车胎生产能力同时又以进口产品作补充的国家。在东南亚和南亚地区新兴

力车胎产业尚未充分形式强大的产品输出能力之前，我国仍将是全球最大的力车胎生产和输出基地。

4.3 我国力车胎产业链瑧于完善

在力车胎主要原材料方面，除了天然橡胶和少数特种材料，受我国地理气候条件或暂时的技术局

限需要进口补充外，合成橡胶、炭黑、帘子布、各类橡胶助剂等早已实现国产化，供应链完备且稳定。

在力车胎专用工装设备方面，自主研发并达到世界先进水平的摩托车、电动车外胎专用的高效自

动成型机，配备前置或后置机械手的高效节能胶囊硫化机，胶帘布自动载断、自动贴合及成卷装置，

应用等离子技术和人工智能技术实现胶垫气门嘴无胶浆自动贴合的内胎胎管挤出线，内胎气门嘴上芯、

装配件、自动充气机等多种自动化装备，正在行业内逐步推广应用。一些大中型模具制造企业的模具

制造技术和加工精度，已经赶上国际先进水平。行业自主创新研发与协同创新能力不断增强。

在新技术、新材料、新工艺开发应用方面，行业部分头部企业在探索应用“大数据”开展智能炼

胶、“一次法混炼”工艺方面已经走在前面。芳纶纤维、高密度帘子布、石墨烯、橡胶纳米复合材料、

导热功能弹性体复合材料等高新材料在力车胎产品中的应用，也取得了阶段性成果。

在工厂环保治理方面，行业锅炉环保改造升级基本完成，部分企业已通过配置新型的密炼机专用

陈志海·把握双循环战略，加快我国力车胎产业由大到强的进程

23

除尘设备，进一步控制胶料混炼过程中炭黑粉尘和其它粉尘向室内扩散 ；通过后置机械手辅助硫化作

业，实现了硫化机组区域全封闭运行，硫化烟气的收集处理取得更佳效果，不但硫化车间的生产作业

环境和工厂环保治理水平再上了一个台阶，也为硫化工序自动化、智能化奠定了基础。

在人才资源方面，近一个时期以来，行业企业对各类专业人才的培养、选拔和使用的重视程度，

已经上升到一个新高度，不少大中型企业已经建有技术研发中心或产品研究室，配备了专门从事技术

或产品研发的人员，建立健全了鼓励创新和造就专才的激励机制，为行业发展构筑起更坚实的技术基

础。

4.4 自主创新能力不断增强

在新特产品研制方面，高速子午线摩托车胎、高抓地力摩托车胎、高载荷三轮摩托车胎、无内胎

自行车胎、可折叠自行车胎、免充气自行车胎，以及优质轻量、低滚阻、高耐磨、防爆防刺电动自行

车胎等一大批中高端产品或特色产品，相继研发成功并走向市场。2019 年，四川远星橡胶有限责任公司、

山东吉路尔轮胎有限公司、天津市万达轮胎集团有限公司、厦门正新橡胶工业有限公司、中策橡胶集

团有限公司等五家力车胎分会重点企业将自己最新的产品带到意大利米兰这一全球规模最大、最具影

响力的国际两轮车展览会上，创出我国力车胎企业及产品在世界级展览会登台亮相规模之最，标志着

在我国力车胎行业转型发展、创新升级征途上率先起步的优势企业，开始挺进海外中高端市场。也标

志着我国力车胎行业经过努力变革、奋起直追，力车胎产品制造技术水平已经有了显著提升，并敢于

与全球顶尖的力车胎品牌同台竞技。2021 年，山东吉路尔轮胎有限公司生产的自行车胎成为第二十一

届环青海湖国际公路自行车赛唯一指定轮胎赞助商 ；在 2021 年东京奥运会山地自行车男子越野赛项

目中，中策橡胶集团有限公司赞助的 BH Templo cafes UCC 车队，车手使用“朝阳”Phantom 系列

自行车胎参赛获得铜牌，开启了我国力车胎产品参与国际级自行车运动赛事获奖的先河。

5 结 语

总体而言，经过全行业长期不懈的努力，我国力车胎产品制造与新产品研发，已经从学习追赶阶

段，开始走向自主创新的崭新发展阶段，行业几家头部企业已经具备了可与世界一线品牌媲美的高品

质、高性能力车胎研制能力，而且在生产工艺和技术装备上，基本达到或局部领先世界先进水平。一

度制约行业可持续发展的一些主要瓶颈，如劳动力成本增长过快问题、产品同质化问题、盈利能力减

弱问题、环保治理问题等等，已经有了很好的解决方案或新的工作思路。只要全行业坚定高质量发展

的目标和方向，持续推进技术和管理创新，积极把握双循环发展战略，我国必定能够由世界最大的力

车胎生产基地，逐步发展成为世界力车胎产业最具活力的科技创新基地。

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2022 年“青科大 . 高机杯”第十二届中国（国际）橡塑技术、装备与市场高峰论坛

胶管胶管行业今年步入进入“十四五”全新的历史发展时期，面临着立足新发展阶段，贯彻新发

展理念，构建新发展格局的“双循环”的大形势，国家提出的碳达峰、碳中和目标（以下简称“双碳”）

不仅是技术问题，也不仅是单一的能源、气候环境问题，而是一个影响广泛和复杂的经济社会问题，

势必对今后胶管胶带行业的发展产生重大且深远的影响，行业中的不同地区、具体产品、每家企业将

面临不同的约束与挑战，对胶管胶带行业的可持续发展是非常正面的，负面作用是对作为传统制造业

的胶管胶带行业与企业，不可避免的会带来冲击。

借此，谨就胶管胶带行业“十四五”开局运行态势进行分析，对胶管胶带行业发展前景进行展望 ,

同时提出一些发展建议。对胶管行业今年开局运行态势的分析，将主要着眼于进入“十四五”期间的

胶管胶带行业如何适应双循环格局下的“双新”特征，若干建议的提出旨在回答实施“双碳”目标如

何迎接挑战、抓住机遇，延续行业高质量发展的问题。

1 全行业今年开局基本情况与分析

今年全行业主要经济指标同比呈现大幅增长。从去年和今年两年平均同比增速来看，总体上处于

恢复进程中，保持了去年以来持续稳定恢复的态势。不管从经济指标恢复态势来看，还是从要素支撑、

政策支撑来看，2021 年全年行业有基础、有条件保持持续恢复的状态。

据胶管胶带分会截止目前对 119 家参与统计的会员企业（含履带）统计 ：2021 年上半年全行业的

主要经济指标运行、产品产量、产品出口量和主要经济指标完成情况如下。

1.1 全行业主要经济指标运行情况

据胶管胶带分会对 119 家会员企业的统计，2021 年上半年工业总产值完成 1925119.58 万元，

同比增长 18.83% ；其中 ：管带产值完成 1037711.51 万元，同比增长 15.64% ；工业销售产值完成

1792474.99 万元，同比增长 15.83% ；产品销售收入完成 1902432.89 万元，同比增长 18.84% ；其中，

管带销售收入 1296733.51 万元，同比增长 19.64%。

1.2 全行业产品产量完成情况

输送带完成 29209.91 万㎡，同比增长 19.00%；其中：钢绳带完成 6279.04 万㎡，同比增长 6.80%；

轻型输送带完成 275.65 万㎡，同比增长 32.77% ；胶管完成 22946.77 万 Bm，同比增长 15.76% ；其

中 ：钢丝增强胶管完成 10126.33 万 Bm，同比增长 12.46% ；汽车专用胶管完成 228001773 根，同

比增长 36.12% ；橡胶履带完成 61.99 万条，同比增长 38.28% ；V 带完成 53550.24 万 Am，同比增长

37.09% ；其中 ：线绳 V 带完成 50159.45 万 Am，同比增长 35.40% ；汽车专用 V 带完成 45892272 条，

胶管胶带行业“十四五”

开局运行态势分析及构建新

发展格局大形势下的前景展望与发展建议

李鸿

（中国橡胶工业协会胶管胶带分会，山东 青岛 266000）

李鸿·胶管胶带行业“十四五”开局运行态势分析及构建新发展格局大形势下的前景展望与发展建议

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同比增长 23.26%。

1.3 全行业产品出口完成情况

2021 年上半年管带产品出口交货值 272046.67 万元，同比增长 14.75%。输送带出口量 5279.54

万㎡，同比 14.90% ；胶管出口量 4595.64 万 Bm，同比下降 3.35% ；V 带出口量 8851.53 万 Am，同

比增长 28.28%。

1.4 全行业行业利润情况

2021 年上半年利润总额 150624.92 万元，同比增长 5.31% ；实现利税总额 205582.30 万元，同

比增长 11.31%。亏损企业 12 家，亏损额 5438.75 万元，亏损企业家数较去年同期减少 2 家，亏损额

减少 463.24 万元。

2 全行业今年开局形势分析

今年上半年各项指标较去年同期均出现大幅增长，去年同期不少企业尚处于复工复产阶段，较低

的基数造成了今年的增长。但是，利润总额同比仅增长 5.31%，远低于产量、产值、销售收入的增长

率，在原材料轮番涨价的情况下，企业获利空间被挤压，行业依然面临严峻的经营环境。另外，从上

下游行业看，上半年天然橡胶价格因全球天然橡胶减产，加上下游需求提升，共同拉动天然橡胶价格

大涨，但是进入 3 月份以来，国内外主产区陆续开割，同时下游行业特别是轮胎开工率低，供需关系

导致天然橡胶价格下降。从行业下游看，2021 年上半年，全国钢铁产量有所增长，钢材出口增幅扩大，

进口增幅收窄，企业效益大幅上升，钢材库存略有增加，进口矿价高位运行。煤炭消费快速增长，生

产总体稳定，煤炭进口快速下降，煤炭市场供需两旺，煤炭价格高位波动，行业效益逐渐恢复。上半

年，我国汽车产销量同比大幅增长，呈现出好于预期的发展态势，但是，原材料价格的上涨、芯片断

供风险等因素将继续影响汽车工业的运行。工程机械行业依然维持强劲的发展势头，出口保持高增长，

海外市场空间进一步打开，国产品牌全球化进程加速。

国家统计局在解读我国经济今年开局形势时认为，经济运行的总体特点表现在生产需求持续恢复，

工业生产快速增长，创新动能稳步增强，市场活力继续提升；从生产要素角度观察，生产要素趋于活跃；

但同时告诫我们要清醒地看到，当前国际形势仍然复杂严峻，国内经济恢复的基础尚不牢固，所以还

要按照中央经济工作会议精神和今年《政府工作报告》部署，进一步巩固经济基本盘，推动经济持续

稳定恢复。

总体来看，“十四五”开局胶管胶带行业大部分企业效益状况延续较快恢复态势，但也要看到，全

球疫情走势和国际环境还存在较大不确定性，企业间恢复仍不均衡，特别是原材料价格明显上涨不断

加大企业成本压力，工业企业效益恢复基础仍需进一步巩固。下半年，要继续保持着力补短板、挖潜力、

增优势，扩大有效需求，提升发展质效，不断巩固胶管实体经济恢复基础，推动胶管行业持续稳定健

康发展。

3 “十四五”开局后胶管胶带行业内生发展动力不减

今年上半年行业内的智能绿色生态圈的建设积极启动，企业编写《绿色发展白皮书》、筹建 “智能

绿色发展研究院”等活动开始进行。

汽车胶管企业新研发的新型五层塑料冷却液管路，较传统冷却液管路，具有成本低，重量轻，加

工工艺简单的优势，有效弥补了传统橡胶管路的重量大、工艺复杂、生产效率低的问题。

轻型输送带开始新投入全新的自动化和智能化生产线的建设，提高运营效率、提升产品质量，实

现产能的提升，同时为了抓住下游行业的发展契机，深入挖掘轻型输送带产品需求，开始切入智能装

备领域，在积累了大量工业客户的需求分析数据的基础上，将智能装备快速推广到直接用户，完善上

下游产业布局。

培育军民融合项目有望成为发展的新增长点，已有企业充分利用自身的技术领先优势，通过军民

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2022 年“青科大 . 高机杯”第十二届中国（国际）橡塑技术、装备与市场高峰论坛

融合使产学研用相结合、科技成果转移与转化等，积极拓展军品市场。

2021 年初输送带企业新开发的阻燃芳纶输送带产品已有投入煤矿用户使用的实例，节能减排效果

极明显，该输送带六个多月之后的运行参数显示，与钢丝绳芯输送带相比，运输能力和运输量大幅提高，

吨煤电耗则明显降低，为输送带产品结构的提升跨出了新路。

另外，长距离环保节能输送带、超大管径管状输送带、耐热耐高温输送带、加强型氯丁胶农机变

速 V 带、双面传动联组带等高性能胶带产品先后面世。

4 胶带胶管行业应对“双循环”的大形势和实施国家提出的碳达峰、碳中和目标任重

道远

4.1 我国胶管胶带行业大而不强

如所周知，中国经济增长面临的外部环境发生了重大转变，其复杂程度与严峻程度是改革开放前

四十年来所罕见的。一方面，世界经济增长在 2008 年全球金融危机爆发之后，深陷“长期性停滞”格局。

在全球经济增长乏力，保护主义纷纷抬头，贸易与投资的“逆全球化”乱象纷呈。中国经济增长面临

的外部需求不仅增长疲弱，而且存在较大的波动性。我国已成为胶管胶带生产大国，但大而不强，在

生产规模、销售额、技术研发、质量一致性等方面，与发达国家相比仍有差距，产品大多局限于中、

低端市场，而高技术含量和高附加值产品比重偏低。

我国胶管胶带行业经受住了各种不利因素的考验，取得了世人瞩目的进步，中国的疫情防控已取

得重大战略成果，但当前国内外形势依然复杂严峻，新冠疫情还在全球蔓延，尤其我们面临的国际环

境将更趋复杂，世界经济仍十分艰难、处于深度调整之中。在构建以国内大循环为主体、国内国际双

循环相互促进的“新模式”、“新发展”格局下中国胶管胶带行业将面临哪些变化，应该如何应对，如

何实施国家提出的碳达峰、碳中和目标，是必须值得认真思考的问题。

根据胶管胶带行业“十四五”发展规纲要，规划我国胶管胶带行业在“十四五”期间增速约 5.5-

6.5%。从胶管胶带行业的下游行业的发展趋势来看，双循环格局下，作为配套服务的产业满足国民经

济内需求是行业运行的主基调，必须牢牢把握扩大内需这个战略基点，大力保护和激发胶管胶带行业

市场主体活力。

4.2 发展前景展望与建议

4.2.1 输送带专业向基地化、大型化、一体化方向布局发展

在胶管胶带行业内各企业将以扩建为主，合理开发新项目，同时通过兼并重组、淘汰落后产能，

适度扩大生产能力的方向进行产业布局，通过兼并重组把我国几大胶管胶带地方产业聚集区，或由优

质上市公司利用资本市场的优势带头打造产业航母。胶管胶带市场通过积极推进产业结构调整和产业

升级，加大技术创新的方向发展，以此引导胶管胶带企业向高端化、集团化、国际化发展，借以提高

产业集中度，形成良性循环，促进胶管胶带产业可持续健康发展。

例如，输送带行业要树立涵盖胶带基础研究、产品研发、应用测试全过程的创新理念，要重视科

研经费的投入与人才的培养和引进，在积极引进消化吸收的基础上，坚持走自主创新的道路，在当前

国际环境空前复杂，国内新旧动能转换，由资源、人口红利驱动向技术、创新驱动转换的关键时期，

输送带行业发展面临众多挑战。输送带专业应重点发展以高效、节能、环保新工艺替代现有老的胶带

产品工艺，改进并创新输送带带生产工艺流程，以降低生产能耗，加强环保管控，加大生产过程中资

源的回收利用和废水的综合利用，获得尽可能大的经济效益和社会效益。培育并大力推进绿色产品市

场，引导用户重视使用环保绿色胶管胶带，积极引导橡胶原材料、辅料生产企业开发可循环、节能环

保材料，以满足越来越严苛的性能要求。

4.2.2 汽车胶管专业要首推产学研结合的项目研发模式

例如，胶管产品在匹配技术上的发展趋势是模块化、集成化的整合技术，引进国际先进技术，推

行建立以企业为主体、科研院所为支撑、市场为导向、产品为核心、产学研相结合的创新体系。积极