Gần đây, được thúc đẩy bởi sự mở rộng liên tục của các ngành công nghiệp hạ nguồn bao gồm sản xuất thiết bị cao cấp, phương tiện sử dụng năng lượng mới, máy móc xây dựng và hàng không vũ trụ, chuỗi công nghiệp đúc, rèn và gia công chính xác đầy đủ đã mở ra một vòng đổi mới công nghệ và nâng cấp năng lực mới. Các nhà sản xuất hàng đầu trong ngành đã liên tục tối ưu hóa toàn bộ hệ thống sản xuất và tích hợp sâu năm quy trình sản xuất cốt lõi: Đúc đầu tư thép, Đúc cát sắt dẻo, Đúc nhôm, rèn và gia công. Được hỗ trợ bởi hệ thống Thiết kế Quy trình chuyên nghiệp, các doanh nghiệp đã xây dựng một vòng khép kín bao gồm nghiên cứu và phát triển, sản xuất, gia công và kiểm tra chất lượng. Điều này giải quyết một cách hiệu quả những điểm yếu lâu nay của ngành như độ chính xác không đủ, mức tiêu thụ năng lượng cao và tỷ lệ năng suất thấp trong sản xuất truyền thống, thúc đẩy sự chuyển đổi toàn diện của ngành đúc và rèn trong nước từ sản xuất hàng loạt rộng rãi sang sản xuất chính xác thông minh và tùy chỉnh cao cấp.
Bố cục chính xác của các quy trình được phân đoạn để đáp ứng nhu cầu đa dạng cho các thành phần cao cấp
Các lĩnh vực sản xuất hạ nguồn đang ngày càng đòi hỏi nhiều linh kiện có thiết kế nhẹ, độ bền cao, khả năng chống ăn mòn mạnh và độ chính xác vượt trội. Một quy trình sản xuất duy nhất không còn có thể đáp ứng các yêu cầu đặt hàng đa dạng, khiến ma trận tích hợp toàn bộ quy trình trở thành khả năng cạnh tranh cốt lõi của các doanh nghiệp sản xuất. Các nhà sản xuất lớn đã tinh chỉnh các kịch bản ứng dụng quy trình theo đặc tính vật liệu và điều kiện làm việc của các bộ phận khác nhau để nhận ra sự kết hợp chính xác giữa quy trình và sản phẩm:
- Đúc thép: Với ưu điểm tạo hình gần như lưới, quy trình này chuyên sản xuất các chi tiết thép không gỉ có độ chính xác cao với các khoang bên trong phức tạp. Nó được ứng dụng rộng rãi trong van chất lỏng, bộ phận thiết bị y tế, phụ kiện kim loại hàng không vũ trụ và các bộ phận chống ăn mòn cho kỹ thuật hóa học. Yêu cầu công việc cắt tiếp theo ở mức tối thiểu, nó đạt được độ chính xác kích thước ±0,05 mm và độ hoàn thiện bề mặt vượt trội so với đúc cát thông thường, đáp ứng hoàn hảo nhu cầu tùy chỉnh lô nhỏ và độ chính xác cao của thiết bị cao cấp.
- Đúc cát sắt dẻo: Là quy trình cốt lõi cho các bộ phận chịu tải nặng, nó cân bằng độ bền cao, độ dẻo dai tuyệt vời và sản xuất hàng loạt tiết kiệm chi phí. Nó chủ yếu được áp dụng để sản xuất vỏ máy móc xây dựng, các bộ phận khung gầm, đế máy công cụ và đúc truyền tải điện gió. Bằng cách tối ưu hóa quy trình xử lý khuôn cát và xử lý hình cầu, các nhà sản xuất cải thiện đáng kể khả năng chống va đập và độ bền mỏi của vật đúc, biến quy trình này trở thành công nghệ sản xuất cơ bản không thể thay thế trong ngành công nghiệp nặng.
- Đúc nhôm: Bắt kịp xu hướng nhẹ của phương tiện sử dụng năng lượng mới và vận tải đường sắt, quy trình này tập trung vào đúc khuôn hợp kim nhôm và đúc khuôn trọng lực cho vỏ động cơ, bộ phận tản nhiệt ô tô và các bộ phận kết cấu nhẹ cho vận tải đường sắt. Được hưởng lợi từ mật độ thấp, tính dẫn nhiệt tuyệt vời và khả năng định hình tốt của hợp kim nhôm, nó giúp giảm trọng lượng thiết bị tổng thể và mức tiêu thụ năng lượng, trở thành đường ray phân đoạn phát triển nhanh nhất trong ngành đúc.
- Rèn: Được thiết kế cho các bộ phận chịu tải quan trọng đòi hỏi cường độ cực cao, việc rèn giúp loại bỏ các khuyết tật hạt bên trong của vật liệu kim loại thông qua việc tạo hình áp suất và cải thiện mật độ kim loại cũng như các tính chất cơ học tổng thể. Nó được sử dụng rộng rãi để sản xuất bánh răng, trục truyền động, thân van áp suất cao, trục chính năng lượng gió và các bộ phận chịu ứng suất lõi khác. So với các sản phẩm đúc, các bộ phận rèn có khả năng chống mỏi và ổn định cấu trúc tốt hơn, đóng vai trò đảm bảo quan trọng cho hoạt động an toàn của thiết bị cao cấp.
Được trao quyền nhờ gia công tích hợp để cải thiện chất lượng sản phẩm cuối cùng
Các phôi đúc và rèn thường bị sai lệch kích thước, vệt bề mặt và dung sai hình học không đủ tiêu chuẩn. Là một liên kết hạ nguồn thiết yếu của chuỗi công nghiệp, Gia công bao gồm các quy trình cốt lõi bao gồm gia công tinh, hiệu chỉnh kích thước, xử lý bề mặt và xử lý ren. Hiện nay, ngành công nghiệp đã áp dụng rộng rãi các trung tâm gia công liên kết năm trục, máy tiện CNC và dây chuyền sản xuất đánh bóng tự động để hiện thực hóa gia công hoàn thiện một cửa để đúc và rèn phôi. Thay vì chỉ cung cấp phôi bán thành phẩm, các doanh nghiệp cung cấp các giải pháp phân phối thành phẩm tích hợp kết hợp đúc/rèn tạo hình và gia công chính xác. Điều này trực tiếp đáp ứng các yêu cầu lắp ráp của khách hàng cuối, cắt giảm chi phí xử lý thứ cấp cho khách hàng và cải thiện hiệu quả hợp tác tổng thể của chuỗi công nghiệp.
Thiết kế quy trình là động cơ cốt lõi để thúc đẩy giảm chi phí, cải thiện hiệu quả và sản xuất xanh
Thiết kế quy trình đóng vai trò là xương sống cốt lõi hỗ trợ năm quy trình sản xuất nói trên.
Ngành công nghiệp đúc và rèn truyền thống đang gặp khó khăn bởi các sơ đồ quy trình cố định, quy trình sản xuất dư thừa và tỷ lệ loại bỏ cao. Sản xuất thông minh hiện đại áp dụng các hệ thống mô phỏng quy trình kỹ thuật số để tiến hành mô phỏng toàn bộ quy trình trước khi sản xuất chính thức: tối ưu hóa hệ thống cổng cho quá trình đúc đầu tư thép để giảm tổn thất thép nóng chảy; điều chỉnh các thông số làm mát cho khuôn đúc cát sắt dẻo để tránh hiện tượng co ngót, khuyết tật xốp; tối ưu hóa các thông số hành trình rèn để cắt giảm mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị; và lập kế hoạch định mức gia công hợp lý để loại bỏ lãng phí vật liệu.
Được hỗ trợ bởi Thiết kế quy trình kỹ thuật số và chủ động, doanh nghiệp có thể dự đoán trước các rủi ro sản xuất tiềm ẩn. Tỷ lệ năng suất sản phẩm tổng thể đã được nâng từ 88% lên hơn 96%, trong khi mức tiêu thụ năng lượng sản xuất đã giảm khoảng 15%. Sự phát triển này tuân thủ các mục tiêu carbon kép của Trung Quốc và hướng dẫn nâng cấp xanh cho ngành đúc, đạt được sự cải thiện gấp ba lần về chất lượng sản phẩm, hiệu quả sản xuất và hiệu quả môi trường.
Triển vọng ngành: Tích hợp toàn bộ quy trình cho các giải pháp sản xuất thông minh tích hợp
Các chuyên gia trong ngành chỉ ra rằng sự cạnh tranh trong tương lai trong ngành đúc và rèn sẽ không còn tập trung vào các quy trình đơn lẻ hoặc các sản phẩm riêng lẻ nữa. Thay vào đó, nó sẽ tập trung vào khả năng của doanh nghiệp trong việc tích hợp Đúc đầu tư thép, Đúc cát sắt dẻo, Đúc nhôm, rèn và gia công dưới sự hướng dẫn của Thiết kế quy trình chuyên nghiệp. Với sự tiến bộ sâu rộng của Công nghiệp 4.0, các công nghệ mới nổi như bản sao kỹ thuật số, tối ưu hóa quy trình AI và sản xuất khuôn in 3D sẽ được tích hợp sâu hơn vào toàn bộ quy trình sản xuất. Các nhà sản xuất sẽ chuyển đổi từ nhà cung cấp linh kiện đơn giản sang nhà cung cấp giải pháp tạo hình kim loại một cửa.
Trong giai đoạn tiếp theo, ngành đúc và rèn trong nước sẽ tiếp tục thu hẹp khoảng cách về quy trình cao cấp và tăng cường khả năng Thiết kế quy trình độc lập. Tận dụng hệ thống toàn bộ quy trình, ngành này sẽ phá vỡ sự độc quyền kỹ thuật của các thành phần chính có độ chính xác cao do các nhà sản xuất nước ngoài nắm giữ, cung cấp các thành phần kim loại đáng tin cậy, chính xác và tiết kiệm chi phí hơn cho các ngành chiến lược bao gồm năng lượng mới, máy móc xây dựng cao cấp và hàng không vũ trụ, đồng thời nâng cao tính độc lập và khả năng kiểm soát của chuỗi công nghiệp thiết bị cao cấp của Trung Quốc.
