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自主冲压技术向“三高”方向推进
2016年02月29日 11:09 中国汽车报 赵玲玲
   编前:大国重器,高端制造装备和工艺是我国汽车制造业振兴的重要保障和基础。我国是汽车生产大国,也是制造装备进口大国,多年来我国汽车行业所需的高档制造装备大部分依赖进口,其关键核心技术被外资所垄断,在一定程度上制约了我国汽车工业的发展。所幸在近几年,我国高端自主制造装备和工艺水平和竞争力已经有了大幅提升。1月8日,由华中科技大学邵新宇教授领衔、十余家企业的研发团队共同完成的“汽车制造中的高质高效激光焊接、切割关键工艺及成套装备”项目,荣获了国家科技进步一等奖,成为我国汽车高端制造装备实力跃升的重要标志。为全面彰显我国高端制造装备工艺的发展实力。从本期开始,本报将对冲压、焊接、涂装、总装四大工艺装备发展进行系列报道。

  作为整车四大工艺中的第一道工序,冲压装备与技术水平对汽车工业发展影响很大。而在当前汽车制造正向着大规模、多品种和换代快等方面发展的形势下,对汽车冲压装备提出了更高的要求,迫切需要高质、高效和高柔性的冲压装备来满足汽车零部件的质量和产能。已快速成长起来的本土冲压装备企业正担负起这一重任。

  ■打破垄断同步发展

  冲压装备关键核心技术被外资垄断,高端冲压装备全靠进口这一现象,在我国制造装备史上曾持续很长一段时间,但近几年,这种垄断与依赖被国内冲压设备的排头兵——济南二机床集团有限公司(以下简称济南二机床)所打破,并且成功地将自主冲压生产线送出了国门,进入全球竞争。“济南二机床在自主研制成功国内首条冲压节拍为12次/分快速冲压线的基础上,借助国家科技重大专项的实施,2011年又研制成功了上汽通用东岳‘15次快速线’。”据济南二机床相关负责人介绍,济南二机床为上海通用东岳烟台汽车提供的42000kN双臂送料冲压生产线,可每分钟生产15件汽车大型覆盖件,整线换模时间仅为3分钟,被工信部确定为国家重大专项“十大标志性工程”。配套客户包括通用、福特、日产、大众和沃尔沃等合资品牌及大部分自主品牌汽车企业。

  济南二机床相关负责人表示,济南二机床重视研发创新,保持国内冲压行业技术水平与国际同步发展。其自主研制的冲压产品包括机器人全自动冲压生产线、大型全自动快速送料冲压生产线、重型多工位机械压力机和伺服冲压生产线等。并且在大型快速线国内市场占有率达到70%以上。“在国内自主的冲压生产线中,济南二机床是做得最好的。”通用武汉冲压设备经理张学忠对记者说。不仅如此,在国际市场上,济南二机床的冲压生产线已经出口到美国、巴西、印度等海外汽车整车厂,为通用、福特等国际知名汽车企业提供海外总承包交钥匙工程。

  ■伺服式冲压成为发展趋势

  “应用伺服压机是未来的发展趋势。”张学忠表示,与自动化机械式压机相比,伺服压机具有高效率和节能环保等特点。“当前整车制造对柔性化,节能环保的要求越来越高,由于伺服压力机具有这些优点,在将来的生产中将会推广普及。同时,绿色化制造的发展,使高强度钢、复合成型材料和铝合金等新材料在汽车车身制造上的应用越来越多,而新材料的高硬度、高回弹性以及频繁的成形速度变化使得机械压力机无法满足使用要求,因此使得伺服压力机的研发迫在眉睫。”他说。

  据了解,伺服式压力机最大的特点是取消了传统机械压力机的飞轮和离合器等耗能部件,由伺服电机直接提供冲压能量。能够根据不同材料、不同工艺要求,任意设计压力机的滑块运动曲线,满足大型复杂零件成形、高强度板材成形的冲压要求。伺服式压力机的生产应用促进了冲压装备的柔性化和智能化,并能大幅提高生产效率。

  由国外首先提出并应用的伺服式压力机技术,国内研发生产情况如何?“目前济南二机床已经在伺服压力机方面取得了重大突破,掌握了大型伺服压力机、伺服落料压力机、伺服级进模和多工位压力机技术,研制的国内首条大型全伺服冲压生产线也已进入厂内总装阶段。”济南二机床相关负责人说。中国机床工具工业协会相关负责人对记者表示,目前冲压技术上的发展趋势主要有两方面,一是高效快速数控全自动冲压生产线在汽车大型覆盖件的生产上越来越普及;二是高效率、高柔性的大型多工位压力机生产线用于汽车中小件的生产,而且同步控制技术、伺服驱动技术在机械压力机上也开始应用。

  中国机械工业科学技术奖奖励办公室主任马敬坤对记者表示,目前国内能够提供整条冲压生产线的机床企业并不多,以济南二机床为代表的机床企业一直在向国际先进的机床技术靠近。在他看来,国内整体冲压水平仍需要大幅提升,仅依靠个别生产企业支持行业发展远远不够。

  当然,国内冲压技术的进步成果也是有目共睹,更多先进的冲压技术已经在国内研发和生产。内蒙古工业大学材料学院教师樊立峰对记者表示,国内在汽车钢板的冲压生产中,冲压方式大部分为冷冲压,但当前用的冷冲压会产生很多问题,冷冲压之后的钢板可能会出现撕裂、褶皱和变形,许多产品也会出现回弹问题。而这些问题是冷冲压所不能解决的,所以现在一些厂家开始采用热冲压技术规避冷冲压带来的产品缺陷。同时,热冲压还可以有效地提高材料强度。但热冲压也存在成本高的问题,不利于技术的推广应用。他认为不断提升冲压工艺水平,满足汽车零部件的质量要求,同时尽可能地降低成本,也是未来冲压装备技术发展的重点。

  ■在节能和可靠性上仍需努力

  “目前国内冲压技术和装备存在两个瓶颈,分别是自动化和拉伸垫。”张学忠说,“更加自动化的生产线可以节约能耗,而且未来冲压机还要和模具在配合上更加协调。”张学忠表示,在越来越重视节能环保的汽车生产中,如何更加节能是企业关注的重点。除了工艺、材料等因素外,马敬坤还指出,我国汽车工业发展的速度很快,对冲压等装备的需求量很大,装备生产速度加快也导致了生产企业普遍存在工作不够细致、踏实和深入,这也是影响设备可靠性的重要因素。“冲压装备可靠性的问题是一个需要长期重点关注的问题,需要从多方面入手。”马敬坤说,“多管齐下,切实提高我国冲压装备水平,才能更好地促进我国汽车工业的发展。”“我国的冲压从装备到工艺再到模具都在快速发展,不论是科研单位还是生产企业,都在进行相关技术的研发。”中国模具工业协会常务副会长兼秘书长武兵书说,在模具上,国内最近新增加的部分试模生产线大部分采用了自主品牌的模具,在近些年新增的市场份额上能占到一半左右。

  在采访中,记者注意到,高效、高精度和高柔性成为业内人士提起频率最高的词语,据中国机床工具工业协会相关负责人介绍,不论是无模冲压,还是3D 打印等技术,其目的都是使冲压技术更加高效,高精度和高柔性。

  据悉,目前国内自主生产的冲压装备的技术水平和国外同类产品相差不大,但在高端车型上国内自主品牌的所占的市场份额还较少。“德系与日系车基本上都采用自己国家的冲压生产线,并不只是因为技术的原因才使得自主品牌市场份额较低。”武兵书解释说。“国内的冲压技术与国际先进技术存在的差距更多体现在可靠性上。”马敬坤说,国内在冲压方面存在的问题主要是设备的可靠性问题,因为设备的可靠性牵涉到使用寿命,与产品一致性。而设备的可靠性受到产品设计,使用和关键零部件质量等多方面因素影响。

  
责任编辑:杨虹
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