高精尖鑄件助力大國重器發(fā)展
隨著我國經(jīng)濟步入新常態(tài),鑄造由持續(xù)多年的高速發(fā)展轉(zhuǎn)入了低速發(fā)展階段,預(yù)計十二五期間我國鑄件產(chǎn)量年平均增速將在3%左右,比十一五下降約7個百分點。在這個時期,有的人說“寒冬到了!”,然而更多的鑄造人在說“是我們變革的時期到了!”。
經(jīng)歷了十余年的高速發(fā)展,中國鑄造不僅僅是擴大了產(chǎn)能,更是強壯了筋骨,為迎接新一輪的轉(zhuǎn)型升級積蓄了充沛的力量。今天的中國鑄造,自主創(chuàng)新能力得到進一步提升,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提高。在鑄鐵件領(lǐng)域,硅強化鐵素體球鐵件的開發(fā)與應(yīng)用取得突破性進展,填補了國內(nèi)空白;蠕墨鑄鐵件的生產(chǎn)控制技術(shù)進一步提升,保證了高穩(wěn)定、高蠕化率;等溫淬火球墨鑄鐵(ADI)在汽車上的應(yīng)用穩(wěn)步推進;適用于零下40度、50度的低溫鐵素體球鐵批量投產(chǎn),使我國低溫鐵素體球鐵技術(shù)達到了國際領(lǐng)先水平。在鑄鋼件領(lǐng)域,爐外精煉技術(shù)得到廣泛應(yīng)用,酯硬化、邦尼樹脂等環(huán)保型粘結(jié)劑得到推廣應(yīng)用。在有色合金鑄造領(lǐng)域,大型、高精度壓鑄件及模具自主開發(fā)能力大幅提高;重點、關(guān)鍵、薄壁及復(fù)雜結(jié)構(gòu)有色合金鑄件生產(chǎn)工藝日趨成熟,量產(chǎn)能力穩(wěn)定;半固態(tài)鑄造、真空壓鑄、擠壓鑄造等技術(shù)的應(yīng)用日趨成熟。在熔模精密鑄造領(lǐng)域,高效工裝等輔助裝備的生產(chǎn)技術(shù)及應(yīng)用水平逐步提升;快速成型、快干粘結(jié)劑等新技術(shù)、新材料的應(yīng)用縮短了精鑄件交貨期;傳統(tǒng)面層、背層耐火材料替代品的研發(fā)及應(yīng)用日益成熟;填充蠟、水溶蠟、復(fù)雜陶瓷芯、真空鑄造技術(shù)的應(yīng)用推進了我國高端精鑄件的發(fā)展......
今天的中國,已經(jīng)在核電、水電、航空、航天、汽車、軌道交通等工業(yè)領(lǐng)域,形成了一批質(zhì)量水平較高的規(guī)?;I(yè)化鑄造企業(yè)。過去只有外國人能做的鑄件,今天我們能做了,而外國人做不了的鑄件,今天我們也能做了。低端、廉價再也不是中國鑄件的代名詞,中國鑄造正由鑄造大國向鑄造強國穩(wěn)步邁進!
“智能鑄造”是信息化與鑄造生產(chǎn)高度融合的產(chǎn)物,包括智能鑄造技術(shù)和智能鑄造系統(tǒng),智能鑄造技術(shù)包括數(shù)字模擬、3D打印、機器人、ERP等等; 智能鑄造系統(tǒng)即是具有學(xué)習(xí)能力的大數(shù)據(jù)知識庫,能夠通過對環(huán)境信息和自身信息的對比分析而進行自我規(guī)劃、自我改善。“智能鑄造”典型應(yīng)用模式即為“數(shù)字化鑄造廠”,在“數(shù)字化鑄造廠”里將用信息化手段管理生產(chǎn)流程、質(zhì)量控制流程、財務(wù)流程、產(chǎn)品開發(fā)流程、人力資源管理培訓(xùn)流程等所有內(nèi)部流程,同時用信息化手段處理與供應(yīng)商、客戶的關(guān)聯(lián)流程。可以對整個生產(chǎn)過程進行模擬仿真和調(diào)控。在“數(shù)字化鑄造廠”,基本消除了重體力勞動,80%的員工可以在空調(diào)房里工作,環(huán)境清潔,同時生產(chǎn)效率和效益大幅度提高。
快速成型分為增材類快速成型(或稱3D打?。┖蜏p材快速成型, 兩種快速成型方式均具有無模具快速自由成形,復(fù)雜構(gòu)件近凈成形以至凈成形,全數(shù)字化、高柔性,可實現(xiàn)多材料任意復(fù)合制造等特征。是新產(chǎn)品的快速開發(fā)的有效工具,更是“智能制造”的必備生產(chǎn)設(shè)備。
精準、高效是智能鑄造的典型特征,而機器人是“智能鑄造”理想的選擇也是必備生產(chǎn)裝備, 在“數(shù)值化鑄造廠”里,機器人廣泛用于造型、制芯、澆注、清理等工序,或與工人并肩合作或獨立完成工作。
近年來,我國鑄造模擬仿真技術(shù)在輕金屬材料鑄造成形方面的研究和發(fā)展勢頭強勁,在鋁、鎂合金鑄造及凝固過程宏/微觀建模與仿真研究、鑄件充型凝固過程微觀模擬方面取得重要進展。微觀模擬的尺度包括納米級、微米級及毫米級,涉及結(jié)晶生核長大、樹枝晶與柱狀晶轉(zhuǎn)變到金屬基體控制等各個方面。另外,質(zhì)量控制模擬正在向微觀組織模擬、性能及使用壽命預(yù)測的方向發(fā)展。
“數(shù)字化工廠”廠房的每一個角落、生產(chǎn)的每一個工序都可用三維動畫的方式直觀展示,部分區(qū)域可以通過3D 全息投影等虛擬手段精準展示。在正式生產(chǎn)前,管理者和技術(shù)人員可通過虛擬生產(chǎn)對將鑄件生產(chǎn)工藝、設(shè)備運行狀況、除塵環(huán)保效果等一一進行檢驗。這些虛擬制造技術(shù)在國內(nèi)日益成熟。