Récemment, poussée par l'expansion continue des industries en aval, notamment la fabrication d'équipements haut de gamme, les véhicules à énergies nouvelles, les machines de construction et l'aérospatiale, l'ensemble de la chaîne industrielle de fonderie, de forgeage et d'usinage de précision a inauguré un nouveau cycle d'innovation technologique et de mise à niveau des capacités. Les principaux fabricants du secteur ont continuellement optimisé l'ensemble du système de production et intégré profondément cinq processus de fabrication de base : le moulage de précision en acier, le moulage en sable de fonte ductile, le moulage d'aluminium, le forgeage et l'usinage. Soutenues par des systèmes professionnels de conception de processus, les entreprises ont construit une boucle fermée couvrant la recherche et le développement, la production, l'usinage et l'inspection qualité. Cela résout efficacement les problèmes de longue date de l'industrie, tels qu'une précision insuffisante, une consommation d'énergie élevée et un faible taux de rendement dans la fabrication traditionnelle, favorisant ainsi la transformation complète de l'industrie nationale du moulage et du forgeage, passant d'une production de masse extensive à une fabrication de précision haut de gamme, personnalisée et intelligente.
Disposition précise des processus segmentés pour répondre aux diverses demandes de composants haut de gamme
Les secteurs manufacturiers en aval exigent de plus en plus de composants caractérisés par une conception légère, une résistance élevée, une forte résistance à la corrosion et une précision supérieure. Un seul processus de fabrication ne peut plus satisfaire des exigences de commandes diversifiées, ce qui fait d'une matrice intégrée de processus complets le cœur de la compétitivité des entreprises manufacturières. Les principaux fabricants ont affiné les scénarios d'application des processus en fonction des caractéristiques des matériaux et des conditions de travail des différents composants afin de réaliser une correspondance précise entre les processus et les produits :
- Moulage de précision en acier : présentant des avantages de formage quasi nets, ce procédé est spécialisé dans la production de composants en acier inoxydable de haute précision dotés de cavités internes complexes. Il est largement utilisé dans les vannes de fluide, les pièces de dispositifs médicaux, les raccords métalliques pour l'aérospatiale et les composants résistants à la corrosion pour le génie chimique. Nécessitant un travail de découpe ultérieur minimal, il atteint une précision dimensionnelle de ± 0,05 mm et une finition de surface supérieure à celle du moulage au sable conventionnel, répondant parfaitement aux exigences personnalisées en petits lots et de haute précision des équipements haut de gamme.
- Coulée en sable de fonte ductile : en tant que processus de base pour les composants à forte charge, il équilibre une résistance élevée, une excellente ténacité et une production de masse rentable. Il est principalement adopté pour la fabrication de boîtiers de machines de construction, de pièces de châssis, de bases de machines-outils et de pièces moulées pour transmission d'énergie éolienne. En optimisant les processus de dosage des moules en sable et de traitement de sphéroïdisation, les fabricants améliorent considérablement la résistance aux chocs et à la fatigue des pièces moulées, faisant de ce processus une technologie de fabrication fondamentale irremplaçable dans l'industrie lourde.
- Moulage d'aluminium : Suivant la tendance à la légèreté des véhicules à énergie nouvelle et du transport ferroviaire, ce processus se concentre sur le moulage sous pression d'alliages d'aluminium et le moulage sous pression par gravité pour les carters de moteur, les pièces de dissipation thermique automobiles et les composants structurels légers pour le transport ferroviaire. Bénéficiant de la faible densité de l'alliage d'aluminium, de son excellente conductivité thermique et de sa bonne formabilité, il contribue à réduire le poids global de l'équipement et la consommation d'énergie, devenant ainsi la piste segmentée à la croissance la plus rapide dans l'industrie du moulage.
- Forgeage : Conçu pour les composants porteurs critiques nécessitant une résistance ultra-élevée, le forgeage élimine les défauts de grain internes des matériaux métalliques grâce au formage sous pression et améliore la densité du métal et les propriétés mécaniques globales. Il est largement utilisé pour produire des engrenages, des arbres de transmission, des corps de vannes haute pression, des arbres principaux d'énergie éolienne et d'autres composants soumis à des contraintes centrales. Par rapport aux produits de fonderie, les pièces forgées ont une meilleure résistance à la fatigue et une meilleure stabilité structurelle, constituant une garantie essentielle pour le fonctionnement sûr des équipements haut de gamme.
Renforcé par l'usinage intégré pour améliorer la qualité du produit final
Les ébauches de fonderie et de forgeage souffrent généralement d’écarts dimensionnels, de bavures de surface et de tolérances géométriques non qualifiées. En tant que maillon aval essentiel de la chaîne industrielle, l'usinage couvre les procédures de base, notamment l'usinage de finition, l'étalonnage dimensionnel, le traitement de surface et le traitement des filetages. Actuellement, l'industrie a largement adopté des centres d'usinage à liaison à cinq axes, des tours CNC et des lignes de production de polissage automatique pour réaliser un usinage de finition à guichet unique pour les ébauches de fonderie et de forgeage. Au lieu de simplement fournir des ébauches semi-finies, les entreprises proposent des solutions intégrées de livraison de produits finis combinant le formage par moulage/forgeage et l'usinage de précision. Cela répond directement aux exigences d'assemblage des clients finaux, réduit les coûts de traitement secondaire pour les clients et améliore l'efficacité collaborative globale de la chaîne industrielle.
La conception des processus comme moteur principal pour favoriser la réduction des coûts, l’amélioration de l’efficacité et la production verte
La conception des processus constitue l’épine dorsale des cinq processus de fabrication susmentionnés.
L’industrie traditionnelle du moulage et du forgeage est en proie à des schémas de processus fixes, à des procédures de production redondantes et à des taux de rejet élevés. La fabrication intelligente moderne adopte des systèmes de simulation de processus numériques pour effectuer une simulation complète du processus avant la production formelle : optimisation des systèmes de déclenchement pour le moulage de précision en acier afin de réduire les pertes d'acier fondu ; ajuster les paramètres de refroidissement pour la coulée en sable de fonte ductile afin d'éviter les cavités de retrait et les défauts de porosité ; optimiser les paramètres de course de forgeage pour réduire la consommation d'énergie des équipements ; et planifier des surépaisseurs d'usinage raisonnables pour éliminer le gaspillage de matière.
Grâce à une conception de processus proactive et numérique, les entreprises peuvent prédire à l'avance les risques potentiels de production. Le taux de rendement global du produit a été porté de 88 % à plus de 96 %, tandis que la consommation d'énergie de production a été réduite d'environ 15 %. Ce développement est conforme aux objectifs de double carbone de la Chine et aux directives de mise à niveau écologique de l'industrie de la fonderie, permettant une triple amélioration de la qualité des produits, de l'efficacité de la production et de la performance environnementale.
Perspectives du secteur : intégration complète des processus pour des solutions de fabrication intelligentes intégrées
Les experts du secteur soulignent que la concurrence future dans le secteur de la fonderie et du forgeage ne se concentrera plus sur des processus ou des produits individuels. Au lieu de cela, il se concentrera sur la capacité des entreprises à intégrer le moulage de précision en acier, le moulage en sable de fonte ductile, le moulage d'aluminium, le forgeage et l'usinage sous la direction d'une conception de processus professionnelle. Avec les progrès en profondeur de l'Industrie 4.0, les technologies émergentes telles que le jumeau numérique, l'optimisation des processus d'IA et la fabrication de moules d'impression 3D seront davantage intégrées dans l'ensemble du flux de production. Les fabricants passeront de simples fournisseurs de composants à des fournisseurs de solutions de formage des métaux à guichet unique.
Dans la prochaine étape, l'industrie nationale du moulage et du forgeage continuera de combler les lacunes des processus haut de gamme et de renforcer ses capacités indépendantes de conception de processus. En tirant parti du système complet de processus, l'industrie brisera les monopoles techniques sur les composants clés de haute précision détenus par les fabricants étrangers, fournira des composants métalliques plus fiables, précis et rentables pour les industries stratégiques, notamment les nouvelles énergies, les machines de construction haut de gamme et l'aérospatiale, et améliorera l'indépendance et la contrôlabilité de la chaîne industrielle des équipements haut de gamme de la Chine.
