韓景春
金屬加工雜志社 北京 100037
碳達峰和碳中和是2021年的熱詞,在“雙碳”目標下,受影響最大的就是能源產業,可再生能源將會得到快速的發展?!半p碳”目標也會使制造業發生很大的變化,進一步促進制造業的轉型升級,促進制造業企業大力發展綠色環保技術,以降低能源消耗,減少廢氣、廢液、廢物排放;進行技術創新,開發長壽命低損耗產品,提升生產率,減少原材料消耗。此外推動智能制造、工業互聯網及數字化轉型等舉措,也能夠更有效地引領生產體系達到節能的效果。
《金屬加工(冷加工)》記者深入了解了多家制造業企業針對“雙碳”目標所做的戰略調整及規劃、技術創新及新產品研發計劃,整理如下。
后疫情時代,隨著中國“雙碳”戰略的推出,低碳成為產業發展的主旋律。秉承可持續發展戰略的DMG MORI,一直對綠色環保高度重視,以“綠色機床-綠色模式-綠色技術”為準則,服務客戶及產業,全心全意履行環保責任。
在公司的生產運營階段,DMG MORI花了很大的心血和力氣來達到碳中和。DMG MORI從2020年5月份在公司運營上實現了碳中和,從2021年的1月1日起,在整個機床生產制造的全生命周期上實現了碳中和,DMG MORI 中國生產車間如圖1所示。DMG MORI集團在全球范圍的15家工廠,包括先進現代化的制冷、通風、供暖都使用綠色能源產品。同時,包括公司一些新的建筑,使用的也是節能環保的材料。DMG MORI集團堅持使用再生能源發電,在全球的分支機構,包括中國,都是盡可能地購買綠色能源、清潔能源。

圖1 DMG MORI 中國生產車間
自2021年起,DMG MORI生產的全部機床均達到碳中和,實現碳中和采取了三步走的規劃。第一步是綠色機床,就是機床的全生命周期,從原材料采購到生產、組裝、裝配,再到最后的包裝、運輸實現了全流程的碳中和。第二步是綠色模式,DMG MORI所有外采元器件使用的都是高能效、低能耗的產品,例如液壓變頻都采用可變頻控制液壓單元、照明采用LED燈、冷卻系統均為高能效的冷卻系統以及CELOS數控系統。第三步是綠色技術。在機床的生產制造上,DMG MORI通過一些小細節的改變,最后實現現有機床的能效提高30%(與前一款相比)。CTX beta 800TC機床如圖2所示。

圖2 CTX beta 800TC機床
為了進一步推動低碳環保,分享在綠色發展方面的經驗,DMG MORI將技術聯盟升級為“綠色聯盟”,與12家聯盟伙伴攜手同行,共同努力落實可持續性發展。

視頻講解1

視頻講解2

視頻講解3
西門子致力于幫助機床用戶提高能源利用效率,助力碳達峰、碳中和早日實現。2021年,西門子正式在中國啟動“西門子中國零碳先鋒計劃“,并于第四屆中國國際進口博覽會上正式發布了《西門子中國碳中和白皮書》(見圖3)。白皮書指出,企業普遍存在三級能耗計量設備覆蓋面不全、測量不準確的現象,繼而無法得出現有設備、產線顆粒度的碳基線,導致最終無法對碳基線進行有效的解讀?;谶@一問題,西門子發布了碳足跡可信精算與追溯的解決方案,能夠計算出核心生產設備及相關全制造過程的碳排放數據,包含直接排放和間接排放。

圖3 發布會現場
對于工業領域,白皮書建議,相關層面可在政策規劃端促進高排放行業產業升級,如嚴控高耗能行業新增產能,支持高技術產業和先進制造業、數字工業等新興產業發展。同時,通過產品的全生命周期能耗需求減量,以數據驅動生產制造。
西門子以數字化創新和跨領域知識與經驗,攜手各伙伴共創綠色生態,賦能打造端到端的零碳產業鏈,助力中國實現“雙碳”目標。西門子數控團隊也將立足于國內的機床制造商以及機床用戶,通過SINUMERIK能源管理方案,幫助每臺機床實現能源有效管理,減少非必要能耗,為行業綠色發展提供指引。
為達到雙碳目標,歐士機積極發展非化石能源,構建以新能源為主體的新型電力系統,大力發展風能、太陽能等,以清潔能源發電代替煤電。憑借在刀具行業80多年累積的知識與經驗,歐士機積極配合新能源企業需求,提供風電及光伏行業解決方案,致力于為能源再生做出貢獻。汽車產業一直以來是歐士機的核心業務,隨著產業的更新換代,歐士機也致力于為新能源汽車制造提供高效加工解決方案,以應對行業發展帶來的新需求。
從自身而言,歐士機積極優化產品,以研發高性能、長壽命的刀具為己任(見圖4)。2021年,歐士機拓展了多款適用于高硬度鋼以及非鐵金屬加工用刀具。其自主研發的DUROREY和新DLC涂層,已經在日本獲取專利,專為高硬度鋼加工和非鐵金屬加工設計,結合刀具幾何形狀的設計,在對應的加工應用中能發揮出色的性能。助力客戶降本增效,減少材料的損耗,降低碳排放,實現綠色發展。

圖4 歐士機刀具產品
作為一家跨國企業,歐士機集團一直在關注全球環境問題,并致力于環保事業,希望能為全球溫室效應及雙碳目標作出貢獻。2020年,歐士機參與了日本“安城之心”項目,回收塑料瓶蓋再利用,將塑料廢料改造成歐士機的品牌吉祥物“TAPKUN”的模型,用作活動或者特殊場合的小禮品贈送給客戶。歐士機為安城之心項目提供STAVAX材料和新系列高硬度鋼用高精度精加工用2刃長頸硬質合金銑刀AE-LNBD-H,用于TAP-KUN模型的模具制造。
依據目前我國制定的“雙碳”計劃,蒂德精機結合自身的發展現狀,積極響應國家的政策方針,加大研發力度,致力于綠色低碳產品的研發、生產及銷售,加強核心技術攻關,構建更加完善的綠色制造體系。
蒂德精機為滿足現代綠色機床產業的發展需求,不斷進行技術及工藝的創新,公司先后經歷了三次轉型升級,深入開展對新技術的引進、消化吸收和再創新的工作。2015年以來引進德國先進的礦物鑄件新材料和精密鋼板焊接新工藝,采用“高剛性固定部件+輕量化運動部件”的機床總體布局,采用納米級聚合物礦物材料,完美替代了傳統鑄造。常溫自密實澆鑄,生產低耗能、無廢氣廢水排放,成品無需熱時效,低排放綠色無污染制造,改變了傳統的機床制造理念,實現了機床設備的綠色制造,并且滿足了高效精密的加工需求。
蒂德精機自主開發生產的VMC60B立式加工中心(見圖5),移動部件鞍座、工作臺、主軸箱由高強度低合金鋼焊接而成(見圖6),質量相對鑄鐵材料降低20%~30%,固有頻率提升10%,同時降低了切削過程中共振的可能性,提高了切削穩定性及加工精度。機床床身采用礦物鑄件代替鑄造,不僅使加工過程實現了綠色環保無污染,而且礦物質床身具有極強的吸振性和極佳的熱穩定性。極強的吸振性可以保證機床在大幅動態載荷下精度的穩定性,從而使工件表面加工質量提高20%,刀具使用壽命提高15%,熱穩定性和熱慣性,有效地控制了機床因溫度變化而引起的變形,在實現床身綠色無污染的基礎上也進一步保證了機床加工精度的穩定性。

圖5 VMC60B立式加工中心

圖6 鋼板焊接
蒂德精機全面推動公司高端數控機床的研發及產業化進程,實現中國制造與德國技術同步發展,并將不斷創新,以實現綠色發展。
碳達峰與碳中和目標的實現是一個長期的過程,綠色發展、綠色轉型需要全社會的共同努力。目前,制造業的很多企業已經積極行動起來,深入研發綠色環保技術,大力發展低碳降耗產品。希望更多的制造業企業加快推進綠色發展的步伐,助力我國早日實現“雙碳”目標。