郭尚接 三明市普諾維機(jī)械有限公司

衛(wèi)生用品行業(yè)旋轉(zhuǎn)模切技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢

Rotary Die Cutting Technology in Hygiene Products Industry

郭尚接 三明市普諾維機(jī)械有限公司

一 旋轉(zhuǎn)模切概述

旋轉(zhuǎn)模切組件（如圖1）由模切刀輥、砧輥、模切刀架、加壓機(jī)構(gòu)、潤滑機(jī)構(gòu)和輔助傳動機(jī)構(gòu)等部分組成，在合理的壓力下，利用刀輥刃口與砧輥表面的同步滾動實現(xiàn)連續(xù)高效切割。該組件是生產(chǎn)線上最關(guān)鍵的核心部件之一，模切組件的制造精度和模切刀輥的耐磨性直接影響生產(chǎn)線的運(yùn)行效率和產(chǎn)品的成本（如圖2），設(shè)備速度越快，制造精度的要求越高，刀輥的耐磨性要求也越高。

圖1 旋轉(zhuǎn)模切組件

決定模切刀輥使用壽命的因素主要有：刀輥的材質(zhì)、熱處理工藝、刀輥的制造精度、刀架的剛性和精度、生產(chǎn)線的運(yùn)行速度、衛(wèi)材的可切割性、操作者的技能和維護(hù)保養(yǎng)等。

旋轉(zhuǎn)模切技術(shù)（又稱圓壓圓模切技術(shù)）適用于所有柔性材料的高效連續(xù)模切，如非織造布、塑料薄膜、紙張和銅/鋁箔等制品。目前，中國旋轉(zhuǎn)模切技術(shù)不斷進(jìn)步，已經(jīng)逐步替代了落后的平面沖切生產(chǎn)模式，大幅度提高了模切效率，特別是在一次性衛(wèi)生用品和包裝印刷等高速設(shè)備上得到了成熟運(yùn)用。廣泛用于衛(wèi)生巾、護(hù)墊、嬰兒/成人紙尿褲（訓(xùn)練褲）、口罩、圍兜、圍裙、醫(yī)用膏貼、面膜、雨傘布、包裝紙盒、標(biāo)簽標(biāo)貼、手套、塑料袋等生產(chǎn)線，涉及近20多個行業(yè)。本文闡述的一次性衛(wèi)生用品包括衛(wèi)生巾、護(hù)墊、乳墊、嬰兒/成人紙尿褲和訓(xùn)練褲等，該行業(yè)旋轉(zhuǎn)模切刀輥的運(yùn)用技術(shù)基本可以代表中國旋轉(zhuǎn)模切技術(shù)的發(fā)展水平，其他行業(yè)的發(fā)展相對比較滯后。

二 我國衛(wèi)生用品行業(yè)旋轉(zhuǎn)模切技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1 行業(yè)越來越關(guān)注效率和成本

中國衛(wèi)生用品行業(yè)從20世紀(jì)90年代初開始興起，歷經(jīng)20多年的發(fā)展和整合，整個行業(yè)已進(jìn)入了成熟發(fā)展階段，競爭越來越激烈，產(chǎn)業(yè)鏈上的相關(guān)企業(yè)都面臨如何提高效率和降低成本的考驗和挑戰(zhàn)。衛(wèi)生用品制造商的競爭尤其激烈，再加上人力資源缺乏的困擾，很多知名品牌產(chǎn)品生產(chǎn)商都在探討精益生產(chǎn)方式以謀求效益最大化，這些需求倒逼設(shè)備制造商和相關(guān)核心部件制造商必須快速提升各自的技術(shù)水平。

2 高端模切刀輥的需求量越來越大

2015年以來，行業(yè)中高端設(shè)備制造商的技術(shù)提升迅速，各類生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行速度和自動化程度都顯著提高，全伺服生產(chǎn)線（含自動包裝機(jī)）已成為行業(yè)主流，其中衛(wèi)生巾、紙尿褲、訓(xùn)練褲等生產(chǎn)線運(yùn)行速度已突破或接近300m/min大關(guān)。生產(chǎn)線的全面提升對旋轉(zhuǎn)模切組件的制造精度和模切刀輥的耐磨性提了更高的要求，由于臨界速度和耐磨性都適應(yīng)不了高速生產(chǎn)線的要求（見圖3），傳統(tǒng)工具鋼和高速鋼模切刀輥已逐漸被淘汰，行業(yè)對粉末鋼和硬質(zhì)合金模切刀輥的需求量迅速增加，2016年衛(wèi)生用品行業(yè)粉末鋼和硬質(zhì)合金模切刀輥的總量首次超過了高速鋼模切刀輥的總量（見圖4）。這充分說明設(shè)備制造商和越來越多的衛(wèi)生用品生產(chǎn)商已認(rèn)識到高端刀輥的重要性和性價比的巨大優(yōu)勢。

表1 模切刀輥發(fā)展進(jìn)程

圖3

圖4

3 模切刀輥關(guān)鍵技術(shù)取得新突破

近幾年，在終端衛(wèi)品生產(chǎn)商的支持和設(shè)備制造商的大力配合下，通過企業(yè)之間、校企、院企等多種合作方式，行業(yè)旋轉(zhuǎn)模切關(guān)鍵技術(shù)取得了很多重大突破。

首先，解決了硬質(zhì)合金模切刀輥的核心工藝難題，國內(nèi)普諾維公司已經(jīng)全面推出硬質(zhì)合金模切刀輥，直徑最大可以做到500mm。各項質(zhì)量和技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到或接近國際同類產(chǎn)品的使用數(shù)據(jù)，打破了硬質(zhì)合金刀輥長期由海外公司壟斷的局面。

其次，國產(chǎn)粉末鋼已經(jīng)開始用于旋轉(zhuǎn)模切行業(yè)。國產(chǎn)硬質(zhì)合金的壓制和燒結(jié)工藝也取得突破，并已經(jīng)完成模切刀輥試制，接受終端客戶的檢驗。

粉末鋼模切刀輥的熱處理工藝已得到進(jìn)一步完善，制造精度達(dá)到同等產(chǎn)品的國際先進(jìn)水平，基本可以滿足300m/min生產(chǎn)線的配置要求。該類產(chǎn)品已趨于成熟并完全替代了進(jìn)口產(chǎn)品。

4 旋轉(zhuǎn)模切行業(yè)發(fā)展的困境

整個衛(wèi)生用品行業(yè)的模切刀輥市場容量較小，2016年含進(jìn)口刀輥只有約3.5億元左右，同時模切刀輥屬于非標(biāo)模具，幾乎都是單件訂制化生產(chǎn)，制造周期長，投入產(chǎn)出比較低。大企業(yè)根本不愿意介入該領(lǐng)域，早期一些研究所和制造商也先后退出該行業(yè)?，F(xiàn)有的國內(nèi)10幾家模切刀輥制造商大部分都是中小微企業(yè)，良莠不齊，工藝和質(zhì)量控制水平相對較弱，沒有足夠的人力和物力去投入研發(fā)和引進(jìn)關(guān)鍵設(shè)備，關(guān)鍵工序（如熱處理等）都是委外加工或裝備落后。目前，行業(yè)內(nèi)像三明普諾維公司已建立了完整的模切刀輥機(jī)械加工、熱處理、材料化驗、檢測、實驗等全流程工藝裝備。如果模切刀輥制造商不能盡快轉(zhuǎn)型升級，提升自身的綜合能力，將很難適應(yīng)行業(yè)的快速發(fā)展。

解決關(guān)鍵工藝的設(shè)備、超硬鋼材、元器件等都依賴進(jìn)口，是旋轉(zhuǎn)模切行業(yè)最大的瓶頸，同時行業(yè)缺少特種鋼材研發(fā)機(jī)構(gòu)和解決關(guān)鍵工藝的技術(shù)人才，造成制造商在研發(fā)和技改過程中困難重重，走了很多彎路，技術(shù)提升速度緩慢。如果模切刀輥制造商們不能提升研發(fā)能力，繼續(xù)重復(fù)走復(fù)制、仿制的老路，國際高端模切刀輥制造商將會重新奪回他們失去近20多年的中國市場。

旋轉(zhuǎn)模切刀輥制造商處于衛(wèi)生用品產(chǎn)業(yè)鏈中游，兩頭受擠壓，每個企業(yè)幾乎都是墊資生產(chǎn)；原材料庫存、生產(chǎn)、資金回籠等的周期都很長，造成每個企業(yè)的資金壓力很大；中低端企業(yè)之間無序的價格競爭致使行業(yè)利潤越來越低；另外，企業(yè)的知識產(chǎn)權(quán)意識薄弱，誠信度不高，這些也是嚴(yán)重制約旋轉(zhuǎn)模切行業(yè)發(fā)展的重要因素。

三 衛(wèi)生用品行業(yè)旋轉(zhuǎn)模切技術(shù)的發(fā)展趨勢

1. 衛(wèi)生用品行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上下游細(xì)分市場的集中度越來越高，規(guī)模效應(yīng)越來越明顯，衛(wèi)生用品生產(chǎn)商們將越來越追求生產(chǎn)線的高效率和自動化程度。因此，如何穩(wěn)步提升生產(chǎn)線的運(yùn)行速度和自動化程度是設(shè)備制造商和配套模切組件制造商將長期面臨的挑戰(zhàn)。

2. 高端模切刀輥的需求量會繼續(xù)增加，國內(nèi)制造商將直接面對海外公司的競爭；同時由于刀輥使用壽命大幅度提高，衛(wèi)生用品行業(yè)模切刀輥的總用量在一定時間后將急劇下降，模切刀輥制造商轉(zhuǎn)型升級的壓力進(jìn)一步加大。

3. 粉末鋼和硬質(zhì)合金胚料國產(chǎn)化是未來旋轉(zhuǎn)模切行業(yè)的發(fā)展趨勢，進(jìn)口鋼材價格高，只有走國產(chǎn)化道路，我國的旋轉(zhuǎn)模切行業(yè)才能持續(xù)發(fā)展。

4. 模切專業(yè)技術(shù)人才缺乏將繼續(xù)困擾整個行業(yè)的發(fā)展，涉及制造、研發(fā)、使用、維護(hù)等各個層面，在人才培養(yǎng)短期得不到有效解決的環(huán)境下，衛(wèi)品生產(chǎn)商、設(shè)備制造商、模切組件制造商等相關(guān)企業(yè)建立合作聯(lián)盟，共享人才資源是一條互惠互利的出路。

5. 高端模切刀輥制造商未來最大的威脅是水切割和激光切割；在小批量訂制化生產(chǎn)中，磁性刀輥會有一定的發(fā)展空間。

目前，衛(wèi)生用品行業(yè)迎來發(fā)展的良好契機(jī)，中國實施二孩生育政策和老年社會的到來，在一段時間內(nèi)會刺激行業(yè)的快速發(fā)展和緩解競爭壓力，行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)細(xì)分行業(yè)應(yīng)該抓住整合和轉(zhuǎn)型升級的良機(jī)，轉(zhuǎn)變觀念，增進(jìn)合作，提高尊重知識產(chǎn)權(quán)和專利保護(hù)意識，提高行業(yè)的誠信度，共同維護(hù)行業(yè)的利益和促進(jìn)行業(yè)的良性發(fā)展。