近年来,特别是“十一五”期间,随着机电一体化、计算机、信息和控制、装备自动化、新材料及新工艺等的快速发展,铸造、锻压和热处理(以下简称铸锻热)过程趋向数字化、精密化、柔性化、智能化和绿色化,一些新工艺、新技术及新设备研发成功并在生产中获得应用,有力促进了机械工业领域节能减排工作的开展,有效提升产品的质量和附加值,同时一些高质量的大型铸锻件成功制造提升了中国铸锻件的制造水平。面对“十二五”机械行业产业升级及结构调整步伐加快,节能减排产业政策的贯彻落实,未来铸锻等热加工行业必须走出一条优质高精、绿色智能的发展之路。具体表现在以下几个方面:
数字化制造有效融入热加工制造过程
多尺度基于过程的集成工艺(铸锻成形、机械加工、热处理、产品服役等)数值仿真应用于生产。通过可视化铸造技术可以改变传统的铸造工艺设计原则,使浇注系统的尺寸和浇注过程最佳化。虚拟现实技术应用到热加工工艺设计、装备开发、生产线建设以及工厂设计中。
铸锻件生产趋向少无余量成形制造
近净成形仍然是成形制造方法的发展方向,使机械产品毛坯成形实现由粗放到精化的转变,作到无余量或接近无余量,内部质量作到无缺陷或接近无缺陷,实现优质、高效、轻量化、低成本的成形。例如,美国能源部制定的年发展规划中,在精密塑性成形和热处理方面,提出了原材料消耗量减少15%、加工废屑减少90%,能耗减少75%,锻造成形模具寿命提高10倍,人均生产率提高50%的目标。
无模化铸锻技术取得快速发展及应用
经过计算优化后的CAD模型可以直接驱动铸锻生产过程,实现制造过程的数字化和网络化。例如,无模化砂型数控成形技术,即在CAD模型驱动下,直接采用砂型数控成形机快速加工制造砂型、砂芯,获得浇注的铸型,不需要传统的铸造模样,不仅制造速度快,而且精度高。
自动化、智能化、成线化促进高效、清洁生产
基于中央控制的智能化铸锻生产线、高效自动化的铸锻热处理生产单元、工业机器人广泛应用于铸锻等热加工生产过程,如造型、清砂、打磨等工作环境恶劣的工序机器人有效代替人力。以快速制造、复合成形为代表的高效、清洁的制造技术获得发展并在工业中获得广泛应用,大大缩短了传统制造工艺流程,利于提高自动化程度。
无废弃物制造及循环利用成为主流
无废弃物成形加工既减少了废物、污染和能量消耗,又不会破坏环境,必然成为未来先进成形工艺的主流。同时,铸锻焊、热处理等工厂进行工艺革新以及循环利用等技改后,能源、材料消耗,以及污染排放等状况会发生巨变,清洁的生产环境、绿色制造的工艺过程让人们对铸锻热加工产生新的认识。
面对国内外形势,国家实施战略性新兴产业发展战略。十二五期间,机械制造热加工行业将不断提升行业技术及产品附加值,发展装备先进制造业,节约型制造、绿色制造、智能装备,机械工业必将取得新发展、新跨越。
总之,绿色化、智能化、精确化、高效化及高质化将是铸造、锻压和热处理行业的重要发展方向,铸锻成形制造向更轻、更薄、更精、更强、更韧,以及成本低、流程短、质量高的方向发展,铸锻加工过程向自动化、柔性化、敏捷化及成线化的方向发展。在建设资源节约型、环境友好型社会的今天,热加工行业急需开展基础制造工艺技术及设备研究,建立行业节能减排制造技术标准,推进机械装备工业节能减排工作。
来源:《金属加工(热加工)》转载请注明出处
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