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              鈑金制作行業“十四五”發展綱要(連載二)發布時間:2021-05-06 13:21:06  瀏覽次數:250
                  《鈑金制作行業“十四五”發展綱要》(連載一)見《鈑金與制作》2021 年第3期
                  (3)折彎機技術取得較大突破。
                  在引進國外先進全電動折彎機的基礎上,不斷消化、吸收、再創新,數控折彎機技術有了長足的發展。“十三五”期間,工業的迅猛發展帶動了折彎機設備市場的繁榮,國內多家設備公司均研發出具有自主知識產權的高水平數控折彎機。在折彎加工的精度、效率和環保等方面,折彎機技術呈現出新的面貌,重點表現在單機產品性能愈加完美,以全電伺服控制技術為主機動力源,覆蓋小、中、大噸位機型。全電伺服控制技術為主機動力源小噸位機型及伺服混動折彎機應用最廣。
                  近些年,折彎機在優化產品結構與性能,增加人性化設計取得成效。在精度控制方面,選用性能更好、采集精度更高的傳感器,通過計算機仿真,模擬出最真實的精度補償數值曲線,利用計算機編程語言,以及速度與穩定性更好的通信設備,實現折彎精度的實時精確控制,保證更高的加工精度。
                  為滿足板材折彎生產自動化、高效率要求,推動了折彎柔性單元的研究與開發。通過機器人抓取板料、經過對中定位、與折彎機配合完成折彎,最后將工件整齊碼垛。具有產品質量穩定、勞動強度低、生產效率高、安全系數高、自動化水平高等優勢。國內自動化折彎單元大多 采用國外控制系統,在二次開發方面,集成功能需要進一步完善與優化。
                  “十三五”期間國內折彎機技術發展很快,與國際先進同行的差距正在不斷縮短,在技術研究上不斷創新,已掌握了一定的核心技術。我國的高檔數控折彎機也開始陸續出口歐美等發達國家。
                  (4)毛刺設備多樣化發展。
                  鈑金成形產品的多樣性,決定了去毛刺設備的多樣化。近年來,高效高質自動去毛刺設備已實現國產化,降低了進口設備價格,大大提高了加工效率和產品品質。
                  (5)檢測設備快速發展。
                  激光掃描測量儀的出現帶來了全新的檢測理念,鈑金加工在零部件檢測方面向自動化方向邁出重要一步。單個零部件的快速、高效、全面檢測得以實現。
                  優秀的檢測公司運用成熟的線性激光三維掃描技術,研發出三維白光掃描系統,逐漸運用到鈑金三維零件快速檢測中。在線檢測,以及零部件生產完成后及時檢測,可以自動判定零部件是否合格,實現自動化監測。
                  “十三五”取得的技術和產品重大突破
                  隨著國家持續落實“中國制造2025”規劃內容,以及對環保管理力度的不斷加強,隨著中國人口紅利的逐漸消失,中國的制造技術在不斷得到提升。因此,鈑金產品外形要求越來越復雜,加工工藝需要多樣化,工模具結構變得復雜化,材料輕量化和多樣化成為發展趨勢。家電、電子通訊等行業產品的高端化、定制化要求,對鈑金加工件的精細化要求也越來越高。先進工藝的應用,離不開裝備的技術進步,伺服鈑金加工設備順應產品和工藝的需求,已經開始普及應用。
                  激光板材加工技術已經廣泛應用于航空航天、軌道交通、汽車制造、船舶制造、工程機械、農業機械、電梯制造、廚具家電和電子電氣等制造領域,由小批量、多品種、高精度,向自動化、數字化、信息化、專業化和綠色化方向發展,生產更加環保和更加高效。激光板材加工技術可以執行打標、切割、焊接、熔覆與淬火、表面熱處理、3D 打印、制孔和清洗等工藝,是鈑金加工不可缺少的工藝裝備,已經打破了國外壟斷的局面。
                  (1)激光切割。
                  切割板材的厚度不斷提升,切割速度進一步提高。隨著激光器和切割頭技術的發展,國內大功率激光切割機繼續增大。超大幅面切割機廣泛應用,主要集中在9m~30m 的板材切割。鈑金加工全自動柔性加工生產線,主要由多臺激光切割機、數控成形設備及自動化系統組成,可以實現全自動上下料及過程傳輸,整個加工過程實現信息化、數字化控制。
                  全自動激光三維切板(切管機),實現了各類三維鈑金件及管件各種斷面和孔的三維切割。開卷激光切割生產線開始代替開卷落料線,實現開卷、矯平、切割、成形、機加、打標、落料、分揀和堆垛的全自動完成。節省工模具投資,更適合多品種、小批量柔性化生產。
              機器人三維激光切割機,光纖激光與工業機器人高度融合,實現柔性化加工,一次完成。主要用于汽車覆蓋件的切割,代替等離子切割,代替修邊模和沖孔模,可提高零件質量,節省工模具成本。
                  熱成形件三維五軸激光切割機-高強度鋼激光切割成形得到應用,未來仍然具有一定發展空間。
                  三維五軸激光切割、焊接與3D 打印一體化裝備,實現了多種加工功能的復合,推動了一機多工序執行的技術進步。
                  (2)激光焊接的進步。
                  激光-電弧復合焊接系統兼具激光焊接和電弧焊接的優點,適用于難焊材料和金屬厚板的焊接,適用于碳鋼、不銹鋼、鈦合金、鋁合金等材料的焊接加工。超高功率激光焊接裝備,可實現20mm 不銹鋼優質焊接、單面焊接和雙面焊接。激光拼焊和疊加焊生產線實現了不同材質、不同厚度、不同強度材料的拼接。遠程焊接-無填料焊接,實現對一些空間狹小區域的自動化焊接。
                  (3)激光清潔的新進展。
                  采用高能激光束照射工件表面,使表面的污物、銹斑或涂層發生瞬間蒸發或剝離,用于工業工模具清洗,金屬表面的銹跡、油漆去除等。清洗迅速快捷,不損傷基材,可達性好。
                  激光加工設備雖然得到快速發展,激光發生器等核心部件制造在國內也取得很大進展,但仍需要進口,為此,國內激光設備研發廠家及相關科研單位仍然需要加大對激光器等核心部件的研發力度。
                  (4)異形孔翻邊技術的發展。
                  異形孔翻邊可謂鈑金展開中的難點。主流方法有中性層展開、三維軟件鈑金展開等,兩者常用于典型成形件,對于不規則曲面就顯繁瑣,需后期優化,甚至可能無法實現。還有一種非常規一步成形展開法,屬粗獷型,雖然快速、適用范圍廣,但尺寸偏差較大,一般僅作孔形展開的參考。產品三維建模過程中,使用“小片細分展開”法,既留有快速性,又不失準確性。從產品建模到鈑金展開整個過程,只需在同一個三維環境下就能很好的完成,省去了軟件間的互相轉換,更容易保證展開線的質量,這種技術應得到重視。
                  (5)信息化應用加快。
                  鈑金加工行業的一些企業已經能夠擺脫商用ERP 等管理軟件的約束,獨自開發出能夠自主迭代更新的管理信息系統,更適合行業特點、符合企業經營特色,這一趨勢逐漸有燎原之勢。
                  “十三五”期間存在的主要問題及原因
                  與國外相比,國內鈑金加工行業起步較晚,行業內企業的規模普遍較小,企業生產技術人員匱乏,很難形成核心競爭力,尚不具備與國際跨國公司競爭的實力。鈑金加工企業整體布局分散,技術裝備存在差異。一些中小企業產品精度偏低、質量穩定性差、供貨周期較長、管理手段原始和信息化程度低,規模化、個性化生產能力較弱,拉低了整個鈑金加工行業的水平,不能滿足制造業向高端發展的需求。
                  原材料及工藝技術存在的問題
                  (1)材料。
                  原材料質量穩定性與進口材料有一定差距,實際生產中質量問題。不斷另外,原材料的品種和供貨周期也不能滿足需要。例如:航空鈑金件的大型化發展的需求迫切,卻因寬幅材料批量小、定制周期較長、易出現邊緣厚度尺寸超出公差范圍等原因,影響成品交貨周期與成品生產質量。
                  (2)工藝技術。
                  1)零件的成形工藝。
                  鈑金構件沒有一種固定的結構形式,大多數情況下,主要根據客戶需求進行產品設計加工,因此鈑金加工工藝是隨產品的變化而變化,無固定成形工藝。對高端鈑金件來說,精度、去除毛刺、銳邊、以及表面處理的要求更高,工藝更為復雜,自動化難以實現。
                  2)焊接控制工藝。
                  焊接任務不穩定,即焊接前工序的制造精度達不到自動焊接要求,很難實現自動化焊接,或造成焊接設備分攤成本太高。歐美國家滿焊不需要打磨,而國內需要打磨。
                  3)裝配工藝。
                  裝配工藝仍是困擾行業進步、影響生產效率和產品質量的最主要因素。
                  (3)板材成形模擬軟件。
                  鈑金件的加工生產和工模具的設計制造離不開有效的板材成形模擬軟件。近幾年我國的CAD/CAM系統的開發應用得到了較大的提高,國內也已初步形成了CAD/CAM 商品軟件市場, 但在設計水平、開發能力、開發規模、技術和產品質量上與發達國家相比還存在較大差距。
                  (4)數據化、信息化制造。
                  企業信息化建設的背后存在一定的盲目性,許多企業管理者對ERP 、MRP 等軟件缺乏足夠了解,沒有信息化實施的系統規劃,在引進國外先進的管理軟件后無法有效推行,信息化建設沒有取得應有的成效,造成企業資金的浪費。
                  部分中小企業盈利能力弱,投資自動化、數字化和信息化改造信心不足,企業效益不佳時才考慮進行信息化管理,但投資又會讓企業望而卻步。
                  經營環境方面存在的問題
                  “十三五”期間,隨著國際貿易戰的越演越烈,以及國內外整體經濟的持續下行,大部分鈑金加工企業感到了前所未有的焦慮。這些焦慮包括:
                  (1)訂單下滑,同行競爭更激烈;缺乏行業標準,加劇無序競爭,企業利潤大幅下降。
                  (2)疲于應對沒有統一標準的環保與安全檢查,人力物力負擔大,企業的不安全感劇增。
                  (3)企業要堅持綠色生產導向,噴涂工藝、車間噪聲、降溫、粉塵等受環保政策約束,鈑金加工企業呈被迫遷移態勢。工人勞動強度、職工保險、安全生產、員工情緒、工資待遇和人才招聘等內外環境都制約著企業家的決策,影響企業未來的發展。
                  (4)鈑金產品越來越向多品種小批量的訂單模式轉變,排產、生產組織和交貨期壓力大。
                  (5)客戶對品質的要求越來越嚴格,對價格的核算卻越來越精明,招標模式難以應對。
                  如何降低成本、如何提高各個工序的加工效率、如何最大限度減少工廠內耗是企業需要積極思考和解決的問題。
                  [執筆人:中電科技(三河)精密制造有限責任公司總經理李前、中國鍛壓協會行業研究室主管吳順達]
                 《鈑金制作行業“十四五”發展綱要》(連載三)見《鈑金與制作》2021 年第5 期
                  ——摘自《鈑金與制作》 2021年第4期


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