文／中國鍛壓協(xié)會

《鈑金制作行業(yè)“十四五”發(fā)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(chuàng)新，數(shù)控折彎機技術有了長足的發(fā)展?！笆濉逼陂g，工業(yè)的迅猛發(fā)展帶動了折彎機設備市場的繁榮，國內(nèi)多家設備公司均研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高水平數(shù)控折彎機。在折彎加工的精度、效率和環(huán)保等方面，折彎機技術呈現(xiàn)出新的面貌，重點表現(xiàn)在單機產(chǎn)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(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)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(shù)值曲線，利用計算機編程語言，以及速度與穩(wěn)定性更好的通信設備，實現(xiàn)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(chǎn)自動化、高效率要求，推動了折彎柔性單元的研究與開發(fā)。通過機器人抓取板料、經(jīng)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(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、勞動強度低、生產(chǎn)效率高、安全系數(shù)高、自動化水平高等優(yōu)勢。國內(nèi)自動化折彎單元大多采用國外控制系統(tǒng)，在二次開發(fā)方面，集成功能需要進一步完善與優(yōu)化。

“十三五”期間國內(nèi)折彎機技術發(fā)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(chuàng)新，已掌握了一定的核心技術。我國的高檔數(shù)控折彎機也開始陸續(xù)出口歐美等發(fā)達國家。

(4)毛刺設備多樣化發(fā)展。

鈑金成形產(chǎn)品的多樣性，決定了去毛刺設備的多樣化。近年來，高效高質(zhì)自動去毛刺設備已實現(xiàn)國產(chǎn)化，降低了進口設備價格，大大提高了加工效率和產(chǎn)品品質(zhì)。

(5)檢測設備快速發(fā)展。

激光掃描測量儀的出現(xiàn)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(xiàn)。

優(yōu)秀的檢測公司運用成熟的線性激光三維掃描技術，研發(fā)出三維白光掃描系統(tǒng)，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(chǎn)完成后及時檢測，可以自動判定零部件是否合格，實現(xiàn)自動化監(jiān)測。

“十三五”取得的技術和產(chǎn)品重大突破

隨著國家持續(xù)落實“中國制造2025”規(guī)劃內(nèi)容，以及對環(huán)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(chǎn)品外形要求越來越復雜，加工工藝需要多樣化，工模具結(jié)構(gòu)變得復雜化，材料輕量化和多樣化成為發(fā)展趨勢。家電、電子通訊等行業(yè)產(chǎn)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(chǎn)品和工藝的需求，已經(jīng)開始普及應用。

激光板材加工技術已經(jīng)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(nóng)業(yè)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(shù)字化、信息化、專業(yè)化和綠色化方向發(fā)展，生產(chǎn)更加環(huán)保和更加高效。激光板材加工技術可以執(zhí)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(jīng)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(fā)展，國內(nèi)大功率激光切割機繼續(xù)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(chǎn)線，主要由多臺激光切割機、數(shù)控成形設備及自動化系統(tǒng)組成，可以實現(xiàn)全自動上下料及過程傳輸，整個加工過程實現(xiàn)信息化、數(shù)字化控制。

全自動激光三維切板（切管機），實現(xiàn)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(chǎn)線開始代替開卷落料線，實現(xiàn)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(jié)省工模具投資，更適合多品種、小批量柔性化生產(chǎn)。

機器人三維激光切割機，光纖激光與工業(yè)機器人高度融合，實現(xiàn)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(zhì)量，節(jié)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(fā)展空間。

三維五軸激光切割、焊接與3D 打印一體化裝備，實現(xiàn)了多種加工功能的復合，推動了一機多工序執(zhí)行的技術進步。

(2)激光焊接的進步。

激光-電弧復合焊接系統(tǒng)兼具激光焊接和電弧焊接的優(yōu)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(xiàn)20mm 不銹鋼優(yōu)質(zhì)焊接、單面焊接和雙面焊接。激光拼焊和疊加焊生產(chǎn)線實現(xiàn)了不同材質(zhì)、不同厚度、不同強度材料的拼接。遠程焊接-無填料焊接，實現(xiàn)對一些空間狹小區(qū)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(fā)生瞬間蒸發(fā)或剝離，用于工業(yè)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。

國產(chǎn)激光加工設備雖然得到快速發(fā)展，激光發(fā)生器等核心部件制造在國內(nèi)也取得很大進展，但仍需要進口，為此，國內(nèi)激光設備研發(fā)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(fā)力度。

(4)異形孔翻邊技術的發(fā)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(guī)則曲面就顯繁瑣，需后期優(yōu)化，甚至可能無法實現(xiàn)。還有一種非常規(guī)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(chǎn)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(chǎn)品建模到鈑金展開整個過程，只需在同一個三維環(huán)境下就能很好的完成，省去了軟件間的互相轉(zhuǎn)換，更容易保證展開線的質(zhì)量，這種技術應得到重視。

(5)信息化應用加快。

鈑金加工行業(yè)的一些企業(yè)已經(jīng)能夠擺脫商用ERP 等管理軟件的約束，獨自開發(fā)出能夠自主迭代更新的管理信息系統(tǒng)，更適合行業(yè)特點、符合企業(yè)經(jīng)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(nèi)鈑金加工行業(yè)起步較晚，行業(yè)內(nèi)企業(yè)的規(guī)模普遍較小，企業(yè)生產(chǎn)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(yè)整體布局分散，技術裝備存在差異。一些中小企業(yè)產(chǎn)品精度偏低、質(zhì)量穩(wěn)定性差、供貨周期較長、管理手段原始和信息化程度低，規(guī)模化、個性化生產(chǎn)能力較弱，拉低了整個鈑金加工行業(yè)的水平，不能滿足制造業(yè)向高端發(fā)展的需求。

原材料及工藝技術存在的問題

(1)材料。

原材料質(zhì)量穩(wěn)定性與進口材料有一定差距，實際生產(chǎn)中質(zhì)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(fā)展的需求迫切，卻因?qū)挿牧吓啃　⒍ㄖ浦芷谳^長、易出現(xiàn)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(chǎn)質(zhì)量。

(2)工藝技術。

1)零件的成形工藝。

鈑金構(gòu)件沒有一種固定的結(jié)構(gòu)形式，大多數(shù)情況下，主要根據(jù)客戶需求進行產(chǎn)品設計加工，因此鈑金加工工藝是隨產(chǎn)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(xiàn)。

2)焊接控制工藝。

焊接任務不穩(wěn)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(xiàn)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(nèi)需要打磨。

3)裝配工藝。

裝配工藝仍是困擾行業(yè)進步、影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的最主要因素。

(3)板材成形模擬軟件。

鈑金件的加工生產(chǎn)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(tǒng)的開發(fā)應用得到了較大的提高，國內(nèi)也已初步形成了CAD/CAM 商品軟件市場， 但在設計水平、開發(fā)能力、開發(fā)規(guī)模、技術和產(chǎn)品質(zhì)量上與發(fā)達國家相比還存在較大差距。

(4)數(shù)據(jù)化、信息化制造。

企業(yè)信息化建設的背后存在一定的盲目性，許多企業(yè)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(tǒng)規(guī)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(yè)資金的浪費。

部分中小企業(yè)盈利能力弱，投資自動化、數(shù)字化和信息化改造信心不足，企業(yè)效益不佳時才考慮進行信息化管理，但投資又會讓企業(yè)望而卻步。

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經(jīng)營環(huán)境方面存在的問題

“十三五”期間，隨著國際貿(mào)易戰(zhàn)的越演越烈，以及國內(nèi)外整體經(jīng)濟的持續(xù)下行，大部分鈑金加工企業(yè)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(yè)標準，加劇無序競爭，企業(yè)利潤大幅下降。

(2)疲于應對沒有統(tǒng)一標準的環(huán)保與安全檢查，人力物力負擔大，企業(yè)的不安全感劇增。

(3)企業(yè)要堅持綠色生產(chǎn)導向，噴涂工藝、車間噪聲、降溫、粉塵等受環(huán)保政策約束，鈑金加工企業(yè)呈被迫遷移態(tài)勢。工人勞動強度、職工保險、安全生產(chǎn)、員工情緒、工資待遇和人才招聘等內(nèi)外環(huán)境都制約著企業(yè)家的決策，影響企業(yè)未來的發(fā)展。

(4)鈑金產(chǎn)品越來越向多品種小批量的訂單模式轉(zhuǎn)變，排產(chǎn)、生產(chǎn)組織和交貨期壓力大。

(5)客戶對品質(zhì)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(nèi)耗是企業(yè)需要積極思考和解決的問題。