衛生用品行業旋轉模切技術的發展現狀和趨勢

郭尚接 三明市普諾維機械有限公司

衛生用品行業旋轉模切技術的發展現狀和趨勢

Rotary Die Cutting Technology in Hygiene Products Industry

郭尚接 三明市普諾維機械有限公司

一 旋轉模切概述

旋轉模切組件（如圖1）由模切刀輥、砧輥、模切刀架、加壓機構、潤滑機構和輔助傳動機構等部分組成，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連續高效切割。該組件是生產線上最關鍵的核心部件之一，模切組件的制造精度和模切刀輥的耐磨性直接影響生產線的運行效率和產品的成本（如圖2），設備速度越快，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、熱處理工藝、刀輥的制造精度、刀架的剛性和精度、生產線的運行速度、衛材的可切割性、操作者的技能和維護保養等。

旋轉模切技術（又稱圓壓圓模切技術）適用于所有柔性材料的高效連續模切，如非織造布、塑料薄膜、紙張和銅/鋁箔等制品。目前，中國旋轉模切技術不斷進步，已經逐步替代了落后的平面沖切生產模式，大幅度提高了模切效率，特別是在一次性衛生用品和包裝印刷等高速設備上得到了成熟運用。廣泛用于衛生巾、護墊、嬰兒/成人紙尿褲（訓練褲）、口罩、圍兜、圍裙、醫用膏貼、面膜、雨傘布、包裝紙盒、標簽標貼、手套、塑料袋等生產線，涉及近20多個行業。本文闡述的一次性衛生用品包括衛生巾、護墊、乳墊、嬰兒/成人紙尿褲和訓練褲等，該行業旋轉模切刀輥的運用技術基本可以代表中國旋轉模切技術的發展水平，其他行業的發展相對比較滯后。

二 我國衛生用品行業旋轉模切技術的發展現狀

1 行業越來越關注效率和成本

中國衛生用品行業從20世紀90年代初開始興起，歷經20多年的發展和整合，整個行業已進入了成熟發展階段，競爭越來越激烈，產業鏈上的相關企業都面臨如何提高效率和降低成本的考驗和挑戰。衛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，很多知名品牌產品生產商都在探討精益生產方式以謀求效益最大化，這些需求倒逼設備制造商和相關核心部件制造商必須快速提升各自的技術水平。

2 高端模切刀輥的需求量越來越大

2015年以來，行業中高端設備制造商的技術提升迅速，各類生產線的穩定運行速度和自動化程度都顯著提高，全伺服生產線（含自動包裝機）已成為行業主流，其中衛生巾、紙尿褲、訓練褲等生產線運行速度已突破或接近300m/min大關。生產線的全面提升對旋轉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不了高速生產線的要求（見圖3），傳統工具鋼和高速鋼模切刀輥已逐漸被淘汰，行業對粉末鋼和硬質合金模切刀輥的需求量迅速增加，2016年衛生用品行業粉末鋼和硬質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）。這充分說明設備制造商和越來越多的衛生用品生產商已認識到高端刀輥的重要性和性價比的巨大優勢。

表1 模切刀輥發展進程

圖3

圖4

3 模切刀輥關鍵技術取得新突破

近幾年，在終端衛品生產商的支持和設備制造商的大力配合下，通過企業之間、校企、院企等多種合作方式，行業旋轉模切關鍵技術取得了很多重大突破。

首先，解決了硬質合金模切刀輥的核心工藝難題，國內普諾維公司已經全面推出硬質合金模切刀輥，直徑最大可以做到500mm。各項質量和技術指標已達到或接近國際同類產品的使用數據，打破了硬質合金刀輥長期由海外公司壟斷的局面。

其次，國產粉末鋼已經開始用于旋轉模切行業。國產硬質合金的壓制和燒結工藝也取得突破，并已經完成模切刀輥試制，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一步完善，制造精度達到同等產品的國際先進水平，基本可以滿足300m/min生產線的配置要求。該類產品已趨于成熟并完全替代了進口產品。

4 旋轉模切行業發展的困境

整個衛生用品行業的模切刀輥市場容量較小，2016年含進口刀輥只有約3.5億元左右，同時模切刀輥屬于非標模具，幾乎都是單件訂制化生產，制造周期長，投入產出比較低。大企業根本不愿意介入該領域，早期一些研究所和制造商也先后退出該行業。現有的國內10幾家模切刀輥制造商大部分都是中小微企業，良莠不齊，工藝和質量控制水平相對較弱，沒有足夠的人力和物力去投入研發和引進關鍵設備，關鍵工序（如熱處理等）都是委外加工或裝備落后。目前，行業內像三明普諾維公司已建立了完整的模切刀輥機械加工、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型升級，提升自身的綜合能力，將很難適應行業的快速發展。

解決關鍵工藝的設備、超硬鋼材、元器件等都依賴進口，是旋轉模切行業最大的瓶頸，同時行業缺少特種鋼材研發機構和解決關鍵工藝的技術人才，造成制造商在研發和技改過程中困難重重，走了很多彎路，技術提升速度緩慢。如果模切刀輥制造商們不能提升研發能力，繼續重復走復制、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。

旋轉模切刀輥制造商處于衛生用品產業鏈中游，兩頭受擠壓，每個企業幾乎都是墊資生產；原材料庫存、生產、資金回籠等的周期都很長，造成每個企業的資金壓力很大；中低端企業之間無序的價格競爭致使行業利潤越來越低；另外，企業的知識產權意識薄弱，誠信度不高，這些也是嚴重制約旋轉模切行業發展的重要因素。

三 衛生用品行業旋轉模切技術的發展趨勢

1. 衛生用品行業產業鏈上下游細分市場的集中度越來越高，規模效應越來越明顯，衛生用品生產商們將越來越追求生產線的高效率和自動化程度。因此，如何穩步提升生產線的運行速度和自動化程度是設備制造商和配套模切組件制造商將長期面臨的挑戰。

2. 高端模切刀輥的需求量會繼續增加，國內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，衛生用品行業模切刀輥的總用量在一定時間后將急劇下降，模切刀輥制造商轉型升級的壓力進一步加大。

3. 粉末鋼和硬質合金胚料國產化是未來旋轉模切行業的發展趨勢，進口鋼材價格高，只有走國產化道路，我國的旋轉模切行業才能持續發展。

4. 模切專業技術人才缺乏將繼續困擾整個行業的發展，涉及制造、研發、使用、維護等各個層面，在人才培養短期得不到有效解決的環境下，衛品生產商、設備制造商、模切組件制造商等相關企業建立合作聯盟，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中，磁性刀輥會有一定的發展空間。

目前，衛生用品行業迎來發展的良好契機，中國實施二孩生育政策和老年社會的到來，在一段時間內會刺激行業的快速發展和緩解競爭壓力，行業產業鏈相關細分行業應該抓住整合和轉型升級的良機，轉變觀念，增進合作，提高尊重知識產權和專利保護意識，提高行業的誠信度，共同維護行業的利益和促進行業的良性發展。