В последнее время, благодаря постоянному расширению перерабатывающих отраслей, включая производство высокотехнологичного оборудования, новых энергетических транспортных средств, строительной техники и аэрокосмической промышленности, полная промышленная цепочка литья, ковки и точной механической обработки открыла новый раунд технологических инноваций и модернизации мощностей. Ведущие производители отрасли постоянно оптимизировали всю производственную систему и глубоко интегрировали пять основных производственных процессов: литье стали по выплавляемым моделям, литье в песчаные формы из ковкого чугуна, литье алюминия, ковка и механическая обработка. При поддержке профессиональных систем проектирования процессов предприятия создали замкнутый цикл, охватывающий исследования и разработки, производство, механическую обработку и контроль качества. Это эффективно решает давние болевые точки отрасли, такие как недостаточная точность, высокое энергопотребление и низкий уровень выхода продукции в традиционном производстве, способствуя комплексному преобразованию отечественной литейной и кузнечной промышленности от масштабного массового производства к высококачественному индивидуальному и интеллектуальному точному производству.
Точная компоновка сегментированных процессов для удовлетворения разнообразных потребностей в высококачественных компонентах
Отрасли последующей переработки предъявляют все более высокие требования к компонентам, отличающимся легким дизайном, высокой прочностью, высокой коррозионной стойкостью и превосходной точностью. Единый производственный процесс больше не может удовлетворить разнообразные требования к заказам, что делает интегрированную матрицу полного процесса основной конкурентоспособностью производственных предприятий. Крупные производители усовершенствовали сценарии применения процессов в соответствии с характеристиками материалов и условиями работы различных компонентов, чтобы обеспечить точное соответствие между процессами и продуктами:
- Литье по выплавляемым моделям стали: этот процесс, обладающий преимуществами формирования почти чистой формы, специализируется на производстве высокоточных компонентов из нержавеющей стали со сложными внутренними полостями. Он широко применяется в жидкостных клапанах, деталях медицинского оборудования, металлической арматуре для аэрокосмической промышленности и коррозионностойких компонентах для химического машиностроения. Требуя минимальной последующей работы по резке, он обеспечивает точность размеров ±0,05 мм и превосходное качество поверхности по сравнению с обычным литьем в песчаные формы, что идеально соответствует требованиям высокопроизводительного оборудования, предназначенного для мелкосерийного и высокоточного индивидуального изготовления.
- Литье в песчаные формы из ковкого чугуна: основной процесс изготовления тяжелонагруженных компонентов сочетает в себе высокую прочность, превосходную ударную вязкость и экономичное массовое производство. В основном он используется для производства корпусов строительной техники, деталей шасси, станков и отливок для ветроэнергетических установок. Оптимизируя процессы дозирования песчаных форм и сфероидизации, производители значительно улучшают ударопрочность и усталостную прочность отливок, что делает этот процесс незаменимой фундаментальной технологией производства в тяжелой промышленности.
- Литье алюминия: Идя в ногу с тенденцией к облегчению новых энергетических транспортных средств и железнодорожного транспорта, этот процесс фокусируется на литье под давлением алюминиевых сплавов и гравитационном литье под давлением для корпусов двигателей, автомобильных деталей рассеивания тепла и легких структурных компонентов для железнодорожного транспорта. Благодаря низкой плотности алюминиевого сплава, превосходной теплопроводности и хорошей формуемости, он помогает снизить общий вес оборудования и энергопотребление, став самой быстрорастущей сегментированной направляющей в литейной промышленности.
- Ковка: разработанная для критически важных несущих компонентов, требующих сверхвысокой прочности, ковка устраняет внутренние дефекты зерна металлических материалов посредством формовки под давлением и улучшает плотность металла и общие механические свойства. Он широко используется для производства шестерен, трансмиссионных валов, корпусов клапанов высокого давления, главных валов ветроэнергетических установок и других основных компонентов, находящихся под нагрузкой. По сравнению с литыми изделиями кованые детали обладают большей усталостной прочностью и структурной стабильностью, что является важной гарантией безопасной эксплуатации высококачественного оборудования.
Интегрированная обработка для улучшения качества конечного продукта
Заготовки для литья и ковки обычно страдают от отклонений размеров, заусенцев на поверхности и неквалифицированных геометрических допусков. Являясь важным звеном производственной цепочки, отдел механической обработки охватывает основные процедуры, включая чистовую обработку, калибровку размеров, обработку поверхности и обработку резьбы. В настоящее время в отрасли широко используются обрабатывающие центры с пятиосным рычагом, токарные станки с ЧПУ и автоматические полировальные линии для комплексной чистовой обработки литейных и ковочных заготовок. Вместо того, чтобы просто поставлять полуфабрикаты, предприятия предлагают комплексные решения по доставке готовой продукции, сочетающие в себе литье/ковку, формование и прецизионную механическую обработку. Это напрямую отвечает требованиям конечных клиентов к сборке, сокращает затраты на вторичную обработку для клиентов и повышает общую эффективность совместной работы производственной цепочки.
Проектирование процессов как основной двигатель снижения затрат, повышения эффективности и экологически чистого производства
Проектирование процессов выступает в качестве основной основы, поддерживающей пять вышеупомянутых производственных процессов.
Традиционная литейная и кузнечная промышленность страдает от фиксированных технологических схем, избыточных производственных процедур и высокого процента брака. Современное интеллектуальное производство использует цифровые системы моделирования процессов для проведения полного моделирования перед формальным производством: оптимизация литниковых систем для литья стали по выплавляемым моделям для уменьшения потерь расплавленной стали; корректировка параметров охлаждения при литье в песчаные формы из высокопрочного чугуна во избежание усадочных полостей и дефектов пористости; оптимизация параметров хода штамповки для снижения энергопотребления оборудования; и планирование разумных припусков на механическую обработку для устранения отходов материала.
Благодаря упреждающему цифровому проектированию процессов предприятия могут заранее прогнозировать потенциальные производственные риски. Общий выход продукта увеличился с 88% до более чем 96%, а потребление энергии при производстве сократилось примерно на 15%. Эта разработка соответствует целям Китая по двойному выбросу углерода и руководящим принципам экологической модернизации литейной промышленности, обеспечивая тройное улучшение качества продукции, эффективности производства и экологических показателей.
Перспективы отрасли: полная интеграция процессов для интегрированных интеллектуальных производственных решений
Эксперты отрасли отмечают, что будущая конкуренция в литейной и кузнечной промышленности больше не будет сосредоточена на отдельных процессах или отдельных продуктах. Вместо этого он будет сосредоточен на способности предприятий интегрировать литье стали по выплавляемым моделям, литье в песчаные формы из ковкого чугуна, литье алюминия, ковку и механическую обработку под руководством профессионального технологического проектирования. Благодаря углубленному развитию Индустрии 4.0 новые технологии, такие как цифровые двойники, оптимизация процессов искусственного интеллекта и изготовление пресс-форм для 3D-печати, будут и дальше интегрированы во весь производственный процесс. Производители превратятся из простых поставщиков компонентов в универсальных поставщиков решений для обработки металлов давлением.
На следующем этапе отечественная литейная и кузнечная промышленность продолжит устранять пробелы в высокотехнологичных процессах и укреплять независимые возможности проектирования процессов. Используя полную систему полного процесса, отрасль сломает техническую монополию высокоточных ключевых компонентов, принадлежащую зарубежным производителям, обеспечит более надежные, точные и экономически эффективные металлические компоненты для стратегических отраслей, включая новую энергетику, высокотехнологичную строительную технику и аэрокосмическую промышленность, а также повысит независимость и управляемость производственной цепочки высококачественного оборудования в Китае.
