Vor kurzem hat die gesamte Industriekette von Guss, Schmieden und Präzisionsbearbeitung, angetrieben durch die kontinuierliche Expansion nachgelagerter Industrien, darunter High-End-Gerätebau, Fahrzeuge mit neuer Energie, Baumaschinen und Luft- und Raumfahrt, eine neue Runde technologischer Innovation und Kapazitätserweiterung eingeläutet. Führende Hersteller der Branche haben das gesamte Produktionssystem kontinuierlich optimiert und fünf Kernfertigungsprozesse tief integriert: Stahlfeinguss, Sandguss aus duktilem Eisen, Aluminiumguss, Schmieden und Bearbeitung. Unterstützt durch professionelle Prozessdesignsysteme haben Unternehmen einen geschlossenen Kreislauf aufgebaut, der Forschung und Entwicklung, Produktion, Bearbeitung und Qualitätsprüfung umfasst. Dadurch werden seit langem bestehende Probleme der Branche wie unzureichende Präzision, hoher Energieverbrauch und niedrige Ausbeute in der traditionellen Fertigung effektiv gelöst und die umfassende Transformation der heimischen Guss- und Schmiedeindustrie von der umfangreichen Massenproduktion hin zur kundenspezifischen und intelligenten Präzisionsfertigung der Spitzenklasse gefördert.
Präzise Gestaltung segmentierter Prozesse, um den unterschiedlichen Anforderungen an High-End-Komponenten gerecht zu werden
Nachgelagerte Fertigungsbereiche verlangen zunehmend nach Bauteilen mit leichtem Design, hoher Festigkeit, hoher Korrosionsbeständigkeit und höchster Präzision. Ein einzelner Herstellungsprozess kann vielfältige Auftragsanforderungen nicht mehr erfüllen, sodass eine integrierte Matrix für den gesamten Prozess zur zentralen Wettbewerbsfähigkeit produzierender Unternehmen wird. Große Hersteller haben Prozessanwendungsszenarien entsprechend den Materialeigenschaften und Arbeitsbedingungen verschiedener Komponenten verfeinert, um eine genaue Abstimmung zwischen Prozessen und Produkten zu erreichen:
- Stahl-Feinguss: Dieses Verfahren bietet Vorteile bei der endkonturnahen Formgebung und ist auf die Herstellung hochpräziser Edelstahlkomponenten mit komplexen Innenhohlräumen spezialisiert. Es wird häufig in Flüssigkeitsventilen, Teilen für medizinische Geräte, Metallbeschlägen für die Luft- und Raumfahrt und korrosionsbeständigen Komponenten für die Chemietechnik eingesetzt. Mit minimalem nachträglichem Schneidaufwand erreicht es eine Maßgenauigkeit von ±0,05 mm und eine im Vergleich zum herkömmlichen Sandguss überlegene Oberflächengüte, wodurch es perfekt auf die Anforderungen von Kleinserien und hochpräzisen kundenspezifischen High-End-Geräten zugeschnitten ist.
- Sandguss aus duktilem Eisen: Als Kernverfahren für hochbelastete Komponenten vereint es hohe Festigkeit, hervorragende Zähigkeit und kostengünstige Massenproduktion. Es wird hauptsächlich für die Herstellung von Gehäusen für Baumaschinen, Fahrwerksteilen, Grundgestellen für Werkzeugmaschinen und Gussteilen für die Windkraftübertragung eingesetzt. Durch die Optimierung der Sandform-Proportionierungs- und Sphäroidisierungsbehandlungsprozesse verbessern Hersteller die Schlagfestigkeit und Ermüdungsfestigkeit von Gussteilen erheblich und machen diesen Prozess zu einer unersetzlichen grundlegenden Fertigungstechnologie in der Schwerindustrie.
- Aluminiumguss: Um mit dem Leichtbautrend bei Fahrzeugen mit neuer Energie und im Schienenverkehr Schritt zu halten, konzentriert sich dieser Prozess auf Aluminiumlegierungsdruckguss und Kokillenguss für Motorgehäuse, Wärmeableitungsteile für Kraftfahrzeuge und leichte Strukturkomponenten für den Schienenverkehr. Dank der geringen Dichte, der hervorragenden Wärmeleitfähigkeit und der guten Formbarkeit der Aluminiumlegierung trägt es dazu bei, das Gesamtgewicht der Ausrüstung und den Energieverbrauch zu reduzieren und ist damit die am schnellsten wachsende segmentierte Schiene in der Gussindustrie.
- Schmieden: Entwickelt für kritische tragende Komponenten, die eine extrem hohe Festigkeit erfordern. Das Schmieden beseitigt interne Kornfehler von Metallmaterialien durch Druckumformung und verbessert die Metalldichte und die gesamten mechanischen Eigenschaften. Es wird häufig zur Herstellung von Zahnrädern, Getriebewellen, Hochdruckventilkörpern, Hauptwellen für Windkraftanlagen und anderen kernbeanspruchten Komponenten verwendet. Im Vergleich zu Gussprodukten weisen geschmiedete Teile eine bessere Ermüdungsbeständigkeit und strukturelle Stabilität auf und sind eine entscheidende Garantie für den sicheren Betrieb von High-End-Geräten.
Unterstützt durch integrierte Bearbeitung zur Verbesserung der Endproduktqualität
Guss- und Schmiederohlinge weisen häufig Maßabweichungen, Oberflächengrate und unkontrollierte geometrische Toleranzen auf. Als wesentliches nachgelagertes Glied der Industriekette umfasst die Bearbeitung Kernverfahren wie Endbearbeitung, Maßkalibrierung, Oberflächenbehandlung und Gewindebearbeitung. Derzeit sind in der Branche Bearbeitungszentren mit Fünf-Achsen-Verbindung, CNC-Drehmaschinen und automatische Polierproduktionslinien weit verbreitet, um die Endbearbeitung von Guss- und Schmiederohlingen aus einer Hand zu realisieren. Anstatt nur halbfertige Rohlinge zu liefern, bieten Unternehmen integrierte Lösungen für die Lieferung fertiger Produkte an, die Guss-/Schmiedeformen und Präzisionsbearbeitung kombinieren. Dadurch werden die Montageanforderungen der Endkunden direkt erfüllt, die Sekundärverarbeitungskosten für die Kunden gesenkt und die Gesamteffizienz der Zusammenarbeit in der Industriekette verbessert.
Prozessdesign als zentraler Motor zur Kostensenkung, Effizienzsteigerung und umweltfreundlichen Produktion
Process Design fungiert als zentrales Rückgrat und unterstützt die fünf oben genannten Herstellungsprozesse.
Die traditionelle Guss- und Schmiedeindustrie ist mit festen Prozessschemata, redundanten Produktionsabläufen und hohen Ausschussraten konfrontiert. Die moderne intelligente Fertigung nutzt digitale Prozesssimulationssysteme, um vor der offiziellen Produktion eine vollständige Prozesssimulation durchzuführen: Optimierung der Angusssysteme für den Stahlfeinguss, um den Verlust von geschmolzenem Stahl zu reduzieren; Anpassung der Kühlparameter für Sandguss aus duktilem Eisen, um Lunker und Porositätsfehler zu vermeiden; Optimierung der Schmiedehubparameter, um den Energieverbrauch der Ausrüstung zu senken; und Planung angemessener Bearbeitungszugaben, um Materialverschwendung zu vermeiden.
Unterstützt durch proaktives und digitales Prozessdesign können Unternehmen potenzielle Produktionsrisiken im Voraus vorhersagen. Die Gesamtproduktausbeute wurde von 88 % auf über 96 % gesteigert, während der Energieverbrauch in der Produktion um rund 15 % gesenkt wurde. Diese Entwicklung steht im Einklang mit Chinas Dual-Carbon-Zielen und grünen Modernisierungsrichtlinien für die Gussindustrie und erreicht dreifache Verbesserungen bei Produktqualität, Produktionseffizienz und Umweltleistung.
Branchenausblick: Vollständige Prozessintegration für integrierte intelligente Fertigungslösungen
Branchenexperten weisen darauf hin, dass sich der Wettbewerb in der Guss- und Schmiedeindustrie künftig nicht mehr auf einzelne Prozesse oder einzelne Produkte konzentrieren wird. Stattdessen wird es sich auf die Fähigkeit der Unternehmen konzentrieren, Stahl-Feinguss, Sandguss aus duktilem Eisen, Aluminiumguss, Schmieden und Bearbeitung unter der Anleitung eines professionellen Prozessdesigns zu integrieren. Mit der tiefgreifenden Weiterentwicklung von Industrie 4.0 werden neue Technologien wie digitale Zwillinge, KI-Prozessoptimierung und 3D-Druck-Formenbau weiter in den gesamten Produktionsablauf integriert. Hersteller werden sich von einfachen Komponentenlieferanten zu Komplettanbietern von Metallumformungslösungen wandeln.
In der nächsten Phase wird die heimische Guss- und Schmiedeindustrie weiterhin Lücken bei High-End-Prozessen schließen und unabhängige Prozessdesignfähigkeiten stärken. Durch die Nutzung des kompletten Vollprozesssystems wird die Industrie technische Monopole ausländischer Hersteller bei hochpräzisen Schlüsselkomponenten brechen, zuverlässigere, präzisere und kostengünstigere Metallkomponenten für strategische Industrien wie neue Energie, High-End-Baumaschinen und Luft- und Raumfahrt bereitstellen und die Unabhängigkeit und Kontrollierbarkeit der chinesischen High-End-Ausrüstungsindustriekette verbessern.
