我国重型锻压设备未来将向大型化、智能化、精密化方向演进!
摘要:近年来,国家出台了系列支持锻压设备行业发展的政策,锻压设备行业得到了快速发展。然而,由于历史原因,锻压设备行业仍然存在创新能力不强、缺乏原创性成果等问题。本文主要介绍我国重型锻压设备的行业概况、与国外技术水平的差距、国内主要企业发展情况以及未来技术发展趋势等。
重型锻压设备重型锻压设备是指用于金属等成形的机械加工设备,主要包括锻锤、液压机、机械压力机、螺旋压力机和平锻机等。产品广泛应用于汽车、船舶制造、轨道交通、军工和航空航天等重要行业和领域。
美德等国家掌握最先进锻压装备技术,我国重型锻压设备企业处在跟踪和追赶状态
在全球锻压设备领域,美国、德国等少数国家掌握最先进的装备制造技术,处于全球领先地位。国外主要锻压设备制造企业有德国西马克梅尔、德国穆勒万家顿、德国LASCO、美国阿贾克斯、意大利瓦卡里、俄罗斯伏龙涅什重型机械、俄罗斯重型锻压机械等。
在技术创新和装备制造工艺方面,我国锻压设备行业仍处在跟踪和追赶状态。例如在成形技术领域出现的重大创新和突破均来自国外,包括3D打印技术、液压成形技术、超高强钢板热冲压技术等。国内主要重型锻压设备制造企业有济南二机床、山西太重、中国一重、中国二重、合肥锻压集团、扬力集团、中航重机等。
国内主要重型锻压设备制造企业实力情况详见下表。
表1 我国重型锻压设备重点企业分析我国重型锻压设备企业部分产品技术水平已经达到国际先进,但关键核心技术和产品稳定性等仍有提升空间
近几年,国内锻压装备技术水平不断提高,企业的研发、设计和制造能力不断增强,已经涌现出一批研发和制造水平卓越的公司。行业龙头济南二机床、中国一重等企业持续优化产品结构,自主创新能力持续提升,机械压力机等明星产品技术水平已接近或达到国际先进,产品出口至美国等发达国家,国际竞争力显著增强。中国重型机械研究院依靠36MN铝基陶瓷材料锻压装备生产出中子吸收板,该技术具备完全自主知识产权,打破了国外技术垄断,为我国军工和核电行业发展贡献突出。
总体而言,我国中低端重型锻压设备已具备较好的质量、性能和可靠性,部分锻压设备企业已进入全球龙头企业的设备配套体系。然而,在高端产品方面,国内企业产品所需核心功能零部件仍依赖进口,高端重型锻压设备技术水平与世界领先水平仍有一定差距。主要表现有:一是关键核心技术如高精度弯驱、高速运动控制等仍需进一步突破;二是产品质量稳定性如设备精度稳定周期、MTBF、故障率等关键指标仍有较大提升空间。
我国重型锻压设备未来将向大型化、智能化、精密化方向演进
从19世纪开始,锻压设备向重型、大型方向不断发展,20世纪60年代以后,锻压设备转向高速化、自动化、精密化、专用化等方向发展。各类机械化、数字化和精确控制的自动锻压设备陆续研制成功。我国各行业特别是航空航天、国防工业、海洋工程等对锻压设备的强度、刚度及力学性能等的要求日益严格,重型锻压产品的大型化和高精度已成必然选择。我国已经建成680MN立式挤压机和800MN模锻油压机,均已达到锻压设备制造行业的极限。由于受到加工运输及安装等因素的限制,锻压装备不可能无限放大,因此采用新工艺及新模具,增强同等装备锻压出极限尺寸产品的能力,将成为解决重型锻压装备大型化限制问题的新思路。
随着5G和工业互联网的发展,重型锻压设备的智能化趋势不断演进。德国SMS公司锻压过程中通过CADEX软件进行优化控制,实现了工模具快速自动装卸、等温-等压挤压和整机自动控制。我国企业如济南二机床等也在发展智能控制技术,通过数字化锻造工厂的建立,从原材料到合格产品生产少人化、数字化、远程化控制,实现了柔性化的生产加工和工艺创新。
精密化锻压工艺技术是当今美国、德国等发达国家在锻压装备工艺方面的重要发展趋势之一。通过采用精密化的锻压工艺,可以降低加工中的原材料消耗,提高产品的精密度水平,并增加模具的使用寿命,从而降低生产成本。德、日企业通过热模锻压力机、精冲压力机等精密锻压设备生产的锻件产品精度很高,可以生产出公差小于1%的汽车精密连杆高精度产品,锻件直径精度在0.02mm范围,极大地满足了产品的精密度要求。
结语
作为支撑国民经济发展的重要基础装备,我国重型锻压设备在近年取得了显著进步和可喜成绩,部分装备的工艺和制造水平已经达到世界先进水平。未来,随着新材料、新工艺和智能制造的发展,高性能新材料锻压技术和装备将不断涌现,重型锻压设备的发展需要更多关键核心技术工艺的攻关和突破,以满足各行业对锻压装备日益严苛的要求。
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作者 | 五度易链 高志强
原文阅读:我国重型锻压设备企业部分产品已经达到国际先进,但整体技术水平与国外仍有差距
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