注塑成型技術國內發(fā)明專利分析

閆 彭，崔文堯，李 晶

(1.國家知識產權局專利局專利審查協作天津中心，天津 300300；2.中汽研華誠認證(天津)有限公司，天津 300300)

引言

注塑成型也叫注射成型、射出成型，其是將熔融的塑料或橡膠通過擠出機加壓注入模具、隨后冷卻脫模等操作制作具有一定尺寸、形狀的產品的工藝過程[1-2]。注塑成型屬于塑料加工產業(yè)中重要的領域之一，很早就已經在工業(yè)生產中得到了廣泛的應用。但是，目前我國國內注塑行業(yè)仍然過多的局限于低技術含量、低附加值的中、低端生產制造，并未向高技術含量、高附加值的高端制造進行轉型[3-8]。本文通過對注塑成型在國內的專利申請情況進行了統(tǒng)計和分類，進一步研究注塑成型在我國的發(fā)展趨勢以及研究熱點，以期對國內注塑成型的發(fā)展方向提供建議。

1 專利申請態(tài)勢分析

注塑成型在IPC分類中對應的分類號為B29C45/00，在該分類下包括：傳遞成型，注射成型設備，插入預成型件或層，制造多層的或多層的制品以及零件、部件或輔助操作。在國家知識產權局專利數據庫中進行檢索，檢索截止日期為2022年5月24日，檢索結果為44516篇發(fā)明專利。

圖1顯示了自2003年來至今的注塑成型技術專利申請曲線，由此可以看出，注塑成型技術在2003年至2010年間發(fā)明專利申請量較少，出現一個緩慢遞增的趨勢，屬于技術萌芽期；而從2010年至2018年間，隨著越來越多的企業(yè)關注這項技術，以及中國國內市場的飛速發(fā)展，注射成型技術發(fā)明專利申請量開始快速增長，從2010年的1027件申請增長到2018年的4710件申請，屬于快速發(fā)展期；隨后在2018年之后注塑成型發(fā)明專利申請量趨于穩(wěn)定，年均申請量均在4000件以上，屬于技術穩(wěn)定期。

圖1 注塑成型技術國內發(fā)明專利申請趨勢

如圖2所示，從整體上看注塑成型技術中主要的申請人為企業(yè)，占據了75%以上的申請份額。但是結合主要申請人來看，國內申請量排名第一的住友重工業(yè)株式會社申請565件，國內前十大申請人總共申請僅為2600余件，相比于申請總量44516件來說，發(fā)明專利的集中度較低，申請人較為分散。同時，全國排名前10的重點申請人中，國外企業(yè)占據5席，說明隨著國內經濟的增強和市場的擴大以及知識產權保護力度的增強，國外企業(yè)越發(fā)重視中國市場。另外，全國排名前10的重點申請人中，日本企業(yè)住友重機械工業(yè)株式會社、發(fā)那科株式會社位列全球第1、2位，中國臺灣的鴻海精密工業(yè)、漢達精密電子位列3、4位，國內的珠海格力電器以及海天塑機則分別位列第6、8位。

圖2 主要申請人以及申請人類型

2 專利申請技術分析

圖3展示了注塑成型技術專利中主要的技術構成，從整體上來看注塑成型技術分布較為均勻，涉及B29C45/26(模型)有10937件，涉及B29C45/14(插入預成型件或層，如在插入件周圍注射成型或用于涂覆制品)有8779件，涉及B29C45/17(零件、部件或輔助操作)的有7375件，涉及B29C45/40(取出或頂出成型制品)的有5660件。但是，對其進行具體分析后發(fā)現，B29C45/26、B29C45/40均為B29C45/17的下位點組，即B29C45/26、B29C45/40的相關申請均包括在B29C45/17內，因此從這個角度來看，注塑成型技術的技術構成相對來說還是比較集中的，并且主要集中在B29C45/17這個方向中。這可能是由于經過多年的研究和發(fā)展，注塑成型技術已經相對比較成熟，主要的成型工藝及設備相對來說改進并不大，更多的研究方向集中于注塑成型技術中的輔助部件。

圖3 技術構成

圖4 技術功效趨勢

對于注塑成型技術而言，目前其技術研究的熱點主要集中在效率提升、成型降低、便利性提升以及復雜性降低四個方面。并且值得注意的是，便利性提升是近些年新興的研究熱點，這可能是由于國內市場的多元化需求所引起的。另外，穩(wěn)定性提高、質量提高以及速度提高也屬于主要的研究方向，相關專利申請也在逐年遞增。而對于自動化提高、安全提高以及可靠性提高來說，申請量相對較少，這可能和注塑成型技術發(fā)展的較為成熟有關。對于企業(yè)來講，若是自身研發(fā)實力并非處于第一梯隊，則可將自身的研發(fā)重點聚焦于穩(wěn)定性提高、質量提高以及速度提高方面，這樣可以避免與第一梯隊企業(yè)發(fā)生正面沖突，并且通過技術的積累獲得一定的市場主導權。

3 重點申請人分析

圖5為主要申請人的申請趨勢，對比各個申請人的專利申請趨勢，我們可以看出住友重機械工業(yè)株式會社和發(fā)那科株式會社申請量較為穩(wěn)定，近幾年年均申請量均為30件左右；而鴻海精密工業(yè)股份有限公司、鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司以及赫斯基注射器成型系統(tǒng)有限公司近些年來的申請量幾乎為零；珠海格力電器股份有限公司以及海天塑機集團有限公司則在近幾年申請量大幅上升。因此，我們可以知道住友重機械工業(yè)株式會社和發(fā)那科株式會社仍然處于注塑領域的第一梯隊，對于注塑領域的創(chuàng)新依舊較為關注，也投入了相應的研發(fā)和技術力量；而鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司和赫斯基注射器成型系統(tǒng)有限公司則對研發(fā)方向進行了轉換，不再關注注塑領域中的研發(fā)，但是由于其大部分專利申請仍然處于專利有效期，因此依然需要對其持有專利進行相應的整理和分析；珠海格力電器股份有限公司和海天塑機集團有限公司則屬于注塑領域的新入場者，近些年來對于注塑領域的研發(fā)投入了大量的力量，技術活躍程度較高，后續(xù)應著將其作為重要的創(chuàng)新主體著重注意其研發(fā)方向。

圖5 主要申請人申請趨勢

為了進一步了解注塑領域最近的研發(fā)方向及趨勢，對住友重機械工業(yè)株式會社和珠海格力電器股份有限公司的專利申請技術構成以及技術公開趨勢做了統(tǒng)計分析。

從圖6(a)可以明顯看出，珠海格力電器股份有限公司在注塑領域中研發(fā)方向主要集中在B29C45/17(零件、部件或附件；輔助操作)、B29C45/76(測量、控制或調節(jié))、B29C45/26(模型)、B29C45/14(插入預成型件或層，如在插入件周圍注射成型或用于涂覆制品)以及B29C45/27(澆口通道)。由此可見，珠海格力電器股份有限公司的研究重點與前述分析是相同的，依舊集中于注塑成型技術中的輔助部件。例如，申請(CN115401859A)提供了一種色母機、控制方法以及非易失性存儲介質，包括：輸料驅動結構包括驅動件和輸料件，驅動件驅動輸料件運動；驅動件具有驅動連接部，驅動連接部具有第一驅動連接線路；控制件具有控制連接部，控制連接部具有與第一驅動連接線路相適配的第二驅動連接線路；其中，當驅動連接部處于連接狀態(tài)時，第一驅動連接線路與第二驅動連接線路接通，控制件控制驅動件進行驅動、并控制取料結構維持取料操作；當驅動連接部處于分斷狀態(tài)時，第一驅動連接線路與第二驅動連接線路斷開，控制件控制取料結構停止取料操作。通過本發(fā)明提供的技術方案，能夠解決現有技術中的驅動色母料斗的驅動件沒有工作而導致塑料制品存在色差的技術問題；申請(CN115139458A)公開了一種注塑裝置，該注塑裝置包括射臺座和塑化組件，射臺座與塑化組件滑動連接，射臺座與塑化組件之間設置有調節(jié)組件，塑化組件相對于射臺座移動，調節(jié)組件用于釋放射臺座變形對塑化組件產生的作用力。本發(fā)明還公開了一種注塑機，包括如上述所述的注塑裝置。本發(fā)明提供的注塑裝置及注塑機，通過在塑化組件和滑動組件之間設置有調節(jié)組件，調節(jié)組件用于釋放射臺座變形對滑動組件的作用力，減少射臺座在工作中變形而附加作用于滑動組件的力，滑動組件基本不會受到變形力的作用，以保護滑動組件，節(jié)省材料，降低成本。

圖6 珠海格力電器股份有限公司(a)和住友重機械工業(yè)株式會社(b)的專利技術構成

從圖6(b)可以明顯看出，住友重機械工業(yè)株式會社在注塑領域中研發(fā)方向主要集中在B29C45/76、B29C45/17、B29C45/64(模型開啟、閉合或夾緊裝置)、B29C45/66。其前兩個方向與珠海格力電器股份有限公司的前兩個方向是相同的，依舊是集中于注塑成型技術中的輔助部件。例如，申請(CN115397645A)提供一種能夠自動收集與注射成型機的異常相關的數據的技術。一實施方式所涉及的注射成型機(1)在發(fā)生可能成為異常的原因的事件的情況下，開始收集預先規(guī)定的內容的與注射成型機(1)相關的數據。例如，可能成為異常的原因的事件包括根據來自外部的輸入(例如，從用戶接受的輸入、從管理裝置(2)接收的信號等)進行的與注射成型機(1)的動作相關的變更(例如，控制參數的變更)或更新(例如，軟件的更新)。同時，值得注意的是，住友重機械工業(yè)株式會社還對B29C45/64(模型開啟、閉合或夾緊裝置)做了相應的研發(fā)，例如，申請(CN110948805A)的注射成型機具備：固定壓板，安裝有固定模具；可動壓板，安裝有可動模具；后壓板，配置在以所述可動壓板為基準與所述固定壓板相反的一側，且經由連接桿與所述固定壓板連結；及支承部件。從模開閉方向觀察時，支承選自所述固定壓板、所述可動壓板及所述后壓板中的至少1個壓板的橫側面的鉛垂方向中央部，所述支承部件具有沿鉛垂方向延伸的支柱部及連接所述支柱部的上端部和所述壓板的所述橫側面的鉛垂方向中央部的中間部，所述中間部在比所述支柱部的上端部更靠下方的位置，具有通過熱膨脹而相對于所述支柱部向下方位移的位移部。

因此，通過上述分析可知，目前申請人對于注塑領域的主要研發(fā)方向依舊是集中于B29C45/17(零件、部件或附件；輔助操作)，但是不同申請人仍然具有不同方向的研發(fā)優(yōu)勢，在進行研發(fā)或合作時應注意其重點研發(fā)方向，從而起到事半功倍的作用。

4 結論

本文對注塑成型技術發(fā)明專利國內申請情況進行了統(tǒng)計分析，著重從專利申請趨勢、重要申請人、技術構成以及技術功效趨勢四個方面進行了研究，得出如下建議。

1)注塑成型技術經過多年發(fā)展已經趨于成熟，相關的專利保護較為完善，初創(chuàng)企業(yè)在進入這個領域時應做好專利預警分析等相關工作，主動和這個領域中的重要先行企業(yè)開展合作或授權，避免產生專利侵權風險。

2)國內企業(yè)在研發(fā)中應對國外相關公司進行持續(xù)追蹤，避免國外公司的相關專利通過PCT或巴黎公約進入國內。同時在研發(fā)過程中注重校企合作，積極利用我國豐富的教育科研資源，降低研發(fā)成本、提高研發(fā)效率。

3)對于注塑成型技術中的研究熱點以及研究空白點應持續(xù)追蹤并分析原因，對于自身的研發(fā)優(yōu)勢要結合上面的研究熱點及研究空白點進行合理的取舍，提高技術研究到工業(yè)轉換的成功率。

希望這些建議能夠幫助注塑成型技術領域的相關技術人員更加直觀地了解注塑成型的行業(yè)發(fā)展現狀和趨勢，并在其制定未來的研究計劃和發(fā)展規(guī)劃時有所幫助。