Recentemente, nel campo della produzione di apparecchiature di fascia alta, è in corso un aggiornamento industriale guidato dal Process Design e caratterizzato da una profonda integrazione di molteplici tecnologie di produzione fondamentali. Processi chiave come la fusione a cera persa dell'acciaio, la fusione in sabbia della ghisa sferoidale, la lavorazione meccanica, la fusione dell'alluminio e la forgiatura stanno ottenendo una sinergia e un'ottimizzazione senza precedenti attraverso una progettazione sistematica dei processi. Ciò fornisce soluzioni di componenti più resistenti, più precise e più leggere per settori quali quello aerospaziale, delle nuove energie e delle apparecchiature di precisione.
Tradizionalmente, questi processi venivano spesso applicati in modo indipendente. Oggi, i principali produttori si concentrano sull’integrazione olistica fin dalla fase iniziale di progettazione del processo. Ad esempio, la sezione principale del cuscinetto di pressione di un componente di un motore ad alte prestazioni potrebbe essere prodotta utilizzando la forgiatura per ottenere flusso e resistenza ottimali del grano; le sue complesse cavità interne potrebbero essere formate tramite fusione di acciaio per ottenere una forma quasi netta; le parti della staffa di supporto potrebbero utilizzare la fusione in sabbia di ferro duttile per bilanciare costi e prestazioni; mentre le parti del sistema ausiliario che richiedono alleggerimento potrebbero essere completate tramite fusione di alluminio. Tutti questi pezzi grezzi o forgiati raggiungono infine le dimensioni finali e i requisiti superficiali attraverso una lavorazione ad alta precisione. L'intero flusso di lavoro, dalle proprietà dei materiali all'adattamento delle tolleranze al ciclo di produzione, viene simulato digitalmente e ottimizzato all'interno di un quadro di progettazione del processo unificato, garantendo l'equilibrio ottimale tra qualità, efficienza e costi.
Dietro questa tendenza all'integrazione multiprocesso c'è l'urgente richiesta del mercato di componenti con "funzionalità integrate, prestazioni superiori e costi controllabili". Un unico processo di fusione o forgiatura non può più essere sufficiente. L'eccellente progettazione del processo può definire con precisione ogni fase: quando utilizzare la forgiatura per migliorare la densità del metallo, quando utilizzare la fusione di acciaio per modellare geometrie complesse, quando scegliere la fusione in sabbia di ghisa sferoidale per la produzione di volumi elevati e come allocare quote ragionevoli per la lavorazione successiva. Per i componenti in fusione di alluminio, durante la progettazione è necessario tenere pienamente conto anche di questioni quali le differenze di dilatazione termica durante il collegamento con parti in acciaio o ferro.
Gli esperti del settore sottolineano che la futura competitività manifatturiera dipenderà non solo dalla precisione dei singoli processi, ma anche dalla capacità di progettazione del processo di integrare perfettamente tecnologie come la fusione a cera persa dell’acciaio, la fusione in sabbia della ghisa sferoidale, la lavorazione meccanica, la fusione dell’alluminio e la forgiatura. Ciò richiede che le aziende possiedano basi di conoscenza tra processi, potenti capacità di simulazione e analisi e un approccio di pensiero progettuale che abbraccia l’intero ciclo di vita del prodotto. Attualmente, aziende leader e istituti di ricerca hanno creato laboratori congiunti interprocessi dedicati allo sviluppo di piattaforme intelligenti di progettazione dei processi, utilizzando i dati per favorire l'ottimizzazione completa delle soluzioni di produzione.
Con l'avanzamento delle strategie di aggiornamento della "produzione intelligente" e della "macchina madre industriale", la progettazione avanzata dei processi, incentrata sull'integrazione della forza della forgiatura, della flessibilità di formatura di vari metodi di fusione e della precisione della lavorazione, è destinata a diventare un motore chiave che guida il settore manifatturiero cinese di fascia alta verso la cima della catena del valore globale.
Tradizionalmente, questi processi venivano spesso applicati in modo indipendente. Oggi, i principali produttori si concentrano sull’integrazione olistica fin dalla fase iniziale di progettazione del processo. Ad esempio, la sezione principale del cuscinetto di pressione di un componente di un motore ad alte prestazioni potrebbe essere prodotta utilizzando la forgiatura per ottenere flusso e resistenza ottimali del grano; le sue complesse cavità interne potrebbero essere formate tramite fusione di acciaio per ottenere una forma quasi netta; le parti della staffa di supporto potrebbero utilizzare la fusione in sabbia di ferro duttile per bilanciare costi e prestazioni; mentre le parti del sistema ausiliario che richiedono alleggerimento potrebbero essere completate tramite fusione di alluminio. Tutti questi pezzi grezzi o forgiati raggiungono infine le dimensioni finali e i requisiti superficiali attraverso una lavorazione ad alta precisione. L'intero flusso di lavoro, dalle proprietà dei materiali all'adattamento delle tolleranze al ciclo di produzione, viene simulato digitalmente e ottimizzato all'interno di un quadro di progettazione del processo unificato, garantendo l'equilibrio ottimale tra qualità, efficienza e costi.
Dietro questa tendenza all'integrazione multiprocesso c'è l'urgente richiesta del mercato di componenti con "funzionalità integrate, prestazioni superiori e costi controllabili". Un unico processo di fusione o forgiatura non può più essere sufficiente. L'eccellente progettazione del processo può definire con precisione ogni fase: quando utilizzare la forgiatura per migliorare la densità del metallo, quando utilizzare la fusione di acciaio per modellare geometrie complesse, quando scegliere la fusione in sabbia di ghisa sferoidale per la produzione di volumi elevati e come allocare quote ragionevoli per la lavorazione successiva. Per i componenti in fusione di alluminio, durante la progettazione è necessario tenere pienamente conto anche di questioni quali le differenze di dilatazione termica durante il collegamento con parti in acciaio o ferro.
Gli esperti del settore sottolineano che la futura competitività manifatturiera dipenderà non solo dalla precisione dei singoli processi, ma anche dalla capacità di progettazione del processo di integrare perfettamente tecnologie come la fusione a cera persa dell’acciaio, la fusione in sabbia della ghisa sferoidale, la lavorazione meccanica, la fusione dell’alluminio e la forgiatura. Ciò richiede che le aziende possiedano basi di conoscenza tra processi, potenti capacità di simulazione e analisi e un approccio di pensiero progettuale che abbraccia l’intero ciclo di vita del prodotto. Attualmente, aziende leader e istituti di ricerca hanno creato laboratori congiunti interprocessi dedicati allo sviluppo di piattaforme intelligenti di progettazione dei processi, utilizzando i dati per favorire l'ottimizzazione completa delle soluzioni di produzione.
Con l'avanzamento delle strategie di aggiornamento della "produzione intelligente" e della "macchina madre industriale", la progettazione avanzata dei processi, incentrata sull'integrazione della forza della forgiatura, della flessibilità di formatura di vari metodi di fusione e della precisione della lavorazione, è destinata a diventare un motore chiave che guida il settore manifatturiero cinese di fascia alta verso la cima della catena del valore globale.