W ostatnim czasie, napędzany ciągłym rozwojem gałęzi przemysłu niższego szczebla, w tym produkcją wysokiej klasy sprzętu, nowymi pojazdami energetycznymi, maszynami budowlanymi i lotnictwem, pełny łańcuch przemysłowy obejmujący odlewanie, kucie i precyzyjną obróbkę zapoczątkował nową rundę innowacji technologicznych i zwiększania wydajności. Wiodący producenci w branży stale optymalizują cały proces produkcyjny i głęboko integrują pięć głównych procesów produkcyjnych: odlewanie stali, odlewanie piaskiem z żeliwa sferoidalnego, odlewanie aluminium, kucie i obróbka skrawaniem. Wspierane przez profesjonalne systemy projektowania procesów, przedsiębiorstwa zbudowały zamkniętą pętlę obejmującą badania i rozwój, produkcję, obróbkę skrawaniem i kontrolę jakości. To skutecznie rozwiązuje długotrwałe problemy branży, takie jak niewystarczająca precyzja, wysokie zużycie energii i niski współczynnik wydajności w tradycyjnej produkcji, promując kompleksową transformację krajowego przemysłu odlewniczego i kuźniczego z ekstensywnej produkcji masowej do wysokiej klasy, dostosowanej do indywidualnych potrzeb i inteligentnej produkcji precyzyjnej.
Dokładny układ podzielonych na segmenty procesów w celu spełnienia różnorodnych wymagań w zakresie komponentów wysokiej klasy
Sektory produkcyjne na dalszym etapie produkcji to coraz bardziej wymagające komponenty charakteryzujące się lekką konstrukcją, wysoką wytrzymałością, dużą odpornością na korozję i doskonałą precyzją. Pojedynczy proces produkcyjny nie jest już w stanie zaspokoić zróżnicowanych wymagań zamówień, co sprawia, że zintegrowana matryca całego procesu staje się podstawową konkurencyjnością przedsiębiorstw produkcyjnych. Główni producenci udoskonalili scenariusze zastosowań procesów zgodnie z charakterystyką materiału i warunkami pracy różnych komponentów, aby zapewnić dokładne dopasowanie procesów i produktów:
- Odlewanie stali nierdzewnej: Proces ten, charakteryzujący się zaletami formowania kształtu zbliżonego do netto, specjalizuje się w wytwarzaniu precyzyjnych elementów ze stali nierdzewnej ze złożonymi wnękami wewnętrznymi. Jest szeroko stosowany w zaworach płynów, częściach urządzeń medycznych, metalowych armaturach lotniczych i odpornych na korozję komponentach do inżynierii chemicznej. Wymagając minimalnych dalszych prac związanych z cięciem, osiąga precyzję wymiarową ± 0,05 mm i doskonałe wykończenie powierzchni w porównaniu z konwencjonalnym odlewem piaskowym, doskonale zaspokajając wymagania małych partii i wysokiej precyzji, dostosowane do wymagań wysokiej klasy sprzętu.
- Odlewanie piaskowe z żeliwa sferoidalnego: Jako podstawowy proces w przypadku elementów o dużym obciążeniu, równoważy wysoką wytrzymałość, doskonałą wytrzymałość i opłacalną produkcję masową. Stosowany jest głównie do produkcji obudów maszyn budowlanych, części podwozia, podstaw obrabiarek i odlewów do przenoszenia energii wiatrowej. Optymalizując procesy dozowania form piaskowych i obróbki sferoidyzacji, producenci znacznie poprawiają udarność i wytrzymałość zmęczeniową odlewów, czyniąc ten proces niezastąpioną podstawową technologią produkcyjną w przemyśle ciężkim.
- Odlewanie aluminium: Dotrzymując kroku trendowi lekkich pojazdów nowych źródeł energii i transportu kolejowego, proces ten koncentruje się na odlewaniu ciśnieniowym ze stopów aluminium i odlewaniu grawitacyjnym obudów silników, części rozpraszających ciepło w samochodach i lekkich elementów konstrukcyjnych dla transportu kolejowego. Wykorzystując niską gęstość stopu aluminium, doskonałą przewodność cieplną i dobrą odkształcalność, pomaga zmniejszyć całkowitą masę sprzętu i zużycie energii, stając się najszybciej rozwijającą się szyną segmentową w branży odlewniczej.
- Kucie: Zaprojektowane dla krytycznych elementów nośnych wymagających bardzo dużej wytrzymałości, kucie eliminuje wewnętrzne defekty ziaren materiałów metalowych poprzez formowanie ciśnieniowe oraz poprawia gęstość metalu i ogólne właściwości mechaniczne. Jest szeroko stosowany do produkcji kół zębatych, wałów napędowych, korpusów zaworów wysokociśnieniowych, głównych wałów elektrowni wiatrowych i innych elementów obciążonych rdzeniem. W porównaniu z produktami odlewniczymi części kute charakteryzują się lepszą wytrzymałością zmęczeniową i stabilnością konstrukcyjną, co stanowi kluczową gwarancję bezpiecznego działania sprzętu najwyższej klasy.
Wspierane przez zintegrowaną obróbkę w celu poprawy jakości produktu końcowego
Półfabrykaty odlewnicze i kuźnicze często charakteryzują się odchyleniami wymiarowymi, zadziorami na powierzchni i niewykwalifikowanymi tolerancjami geometrycznymi. Jako istotne ogniwo łańcucha przemysłowego, obróbka obejmuje podstawowe procedury, w tym obróbkę wykańczającą, kalibrację wymiarową, obróbkę powierzchniową i obróbkę gwintów. Obecnie w branży szeroko przyjęto pięcioosiowe centra obróbcze z układem zawieszenia, tokarki CNC i linie produkcyjne do automatycznego polerowania, aby realizować kompleksową obróbkę wykańczającą półfabrykatów odlewniczych i kuźniczych. Zamiast jedynie dostarczać półprodukty, przedsiębiorstwa zapewniają zintegrowane rozwiązania w zakresie dostarczania gotowych produktów, łącząc formowanie odlewnicze/kucie i precyzyjną obróbkę. Spełnia to bezpośrednio wymagania montażowe klientów końcowych, obniża koszty przetwarzania wtórnego dla klientów i poprawia ogólną efektywność współpracy w łańcuchu przemysłowym.
Projektowanie procesów jako główny silnik umożliwiający redukcję kosztów, poprawę wydajności i ekologiczną produkcję
Projektowanie procesów stanowi rdzeń wspierający pięć wyżej wymienionych procesów produkcyjnych.
Tradycyjny przemysł odlewniczy i kuźniczy boryka się z problemem ustalonych schematów procesów, zbędnych procedur produkcyjnych i wysokiego wskaźnika odrzutów. Nowoczesna inteligentna produkcja wykorzystuje cyfrowe systemy symulacji procesów w celu przeprowadzenia pełnej symulacji procesu przed formalną produkcją: optymalizacja systemów wlewowych do odlewania metodą traconego stali w celu zmniejszenia strat roztopionej stali; dostosowywanie parametrów chłodzenia odlewów piaskowych z żeliwa sferoidalnego w celu uniknięcia wnęk skurczowych i defektów porowatości; optymalizacja parametrów skoku kucia w celu zmniejszenia zużycia energii przez sprzęt; oraz planowanie rozsądnych naddatków na obróbkę w celu wyeliminowania strat materiałowych.
Dzięki proaktywnemu i cyfrowemu projektowaniu procesów przedsiębiorstwa mogą z wyprzedzeniem przewidywać potencjalne ryzyko produkcyjne. Ogólny współczynnik wydajności produktu został podniesiony z 88% do ponad 96%, a zużycie energii podczas produkcji zostało zmniejszone o około 15%. Rozwój ten jest zgodny z chińskimi celami dotyczącymi podwójnego węgla i wytycznymi dotyczącymi ekologicznej modernizacji dla przemysłu odlewniczego, zapewniając potrójną poprawę jakości produktu, wydajności produkcji i ekologiczności.
Perspektywy branżowe: pełna integracja procesów dla zintegrowanych inteligentnych rozwiązań produkcyjnych
Eksperci branżowi zwracają uwagę, że przyszła konkurencja w branży odlewniczej i kuźniczej nie będzie już koncentrować się na pojedynczych procesach czy pojedynczych produktach. Zamiast tego skoncentruje się na zdolności przedsiębiorstw do integracji odlewów inwestycyjnych ze stali, odlewów piaskowych z żeliwa sferoidalnego, odlewów aluminium, kucia i obróbki skrawaniem pod okiem profesjonalnego projektanta procesu. Wraz z dogłębnym rozwojem Przemysłu 4.0 nowe technologie, takie jak cyfrowy bliźniak, optymalizacja procesów AI i produkcja form do druku 3D, zostaną w większym stopniu zintegrowane z całym przepływem pracy. Producenci przekształcą się z dostawców prostych komponentów w dostawców kompleksowych rozwiązań w zakresie formowania metalu.
Na następnym etapie krajowy przemysł odlewniczy i kuźniczy będzie w dalszym ciągu wypełniał luki w zaawansowanych procesach i wzmacniał niezależne możliwości projektowania procesów. Wykorzystując kompletny system pełnego procesu, branża przełamie monopole techniczne zagranicznych producentów na kluczowe komponenty o wysokiej precyzji, zapewni bardziej niezawodne, precyzyjne i opłacalne komponenty metalowe dla strategicznych branż, w tym nowej energetyki, wysokiej klasy maszyn budowlanych i przemysłu lotniczego, a także zwiększy niezależność i możliwości kontroli chińskiego łańcucha przemysłowego sprzętu high-end.
