中國鈑金與制作行業主要共性技術發展回顧與展望

文/張金·中國鍛壓協會

本文收集整理了2018年以來的資料和行業需求，一些內容或項目可能已經過時，也許有一些已經得到解決，列于此處，便于行業企業借鑒參考和了解技術發展脈絡。

鈑金制作

⑴小批量、多品種和多批次訂單的“離散型”生產管理和設備配置，特別是設備配置、布局和操作管理，包含局部“智慧化—自適應系統”等的研究與開發。

⑵折彎技術數據，包括材料、板厚、折彎角度和折彎刀具等技術參數以及相互匹配關系，特別是如何就已有的成千上萬的老式折彎機進行現代化技術改造。

⑶如何提升鈑金制作企業的服務價值，發展服務制造，參與產品設計，“精心制作+售后服務（產品改進）”，這種理念如何能在行業內形成共識并加以推廣尤為重要；鈑金制作行業更需要“創意+產品功能實現+制造工藝鏈成本最低化”。

⑷大批量鈑金件“結構性標準化”工作應該開展，比如機箱機柜的固定件、掛件尺寸、線架尺寸、地腳輪以及板厚等應該統一標準，有利于規范市場競爭，節約企業和社會成本。

⑸金屬板材回彈數據庫技術，主要包括：

——材料的回彈機理與模型；

——部分材料的回彈數據；

——材料回彈特征與機床特征的關聯模型研究；

——基于回彈原理和部分數據庫的智能補償技術研究與應用；

——折彎機角度智能補償技術；

——折邊機智能補償技術。

⑹金屬板材切割、焊接智能數據庫研究，主要包括：

——不同變量的切割/焊接參數最優化數據庫測試與建立；

——基于數據庫和遺傳算法的不同條件最優參數設置求解模型研究；

——激光切割、焊接智能數據庫。

⑺鈑金車間多設備的生產執行系統MES研究，主要包括：

——裝備工藝模型研究；

——動態生產調度軟件研發；

——上下游協同軟件接口軟件開發；

——智能鈑金加工車間MES系統。

鍛造、沖壓和鈑金制作設備及工模具

⑴數字化樣機技術，主要包括：

——虛擬仿真技術的應用研究；

——機電耦合技術研究與應用；

——虛擬調試技術研究與應用；

——虛擬動態技術研究與應用；

——高可靠性裝備開發。

⑵基于開放式數控系統平臺的產品控制技術，主要包括：

——控制系統后置研究與應用開發；

——產品工藝子程序開發；

——產品工藝數據庫及控制（算法）模型開發；

——人機界面HMI開發；

——裝備數控系統開發。

⑶基于2D/3D圖形的智能折彎程序CAM技術，主要包括：

——折邊CAM開發的工藝需求模型研究；

——多工藝模式下的無干涉求解規則研究；

——CAM開發與迭代；

——多邊折邊機CAM。

⑷高動態伺服直驅技術，主要包括：

——變速工況的運動特征點研究；

——低速大扭矩直驅電機的協同研發；

——大推力直線電機的協同研發及驅動應用研究；

——高調速比弱磁調速技術的研究與應用；

——轉塔沖床伺服沖頭電機；

——激光切割驅動電機。

⑸高動態橫梁技術，主要包括：

——多體動力學仿真與優化；

——鋁合金及碳纖維、石墨等材料的復合設計與應用；

——機電一體化仿真設計與優化；

——抑振技術的應用研究；

——激光切割機高速橫梁；

——轉塔沖床橫梁。

⑹基于動態流的多通道圖形路徑分解CAM技術，主要包括：

——基于工件連續送進的多切割頭的加工路徑分解；

——效率最大化求解研究與優化；

——協同加工循環軌跡優化求解；

——多頭激光落料線CAM。

⑺基于2D/3D圖形的折彎機、機器人加工程序自動生成的編程軟件，主要包括：

——基于2D/3D圖形的機器人折彎加工程序生成的接口軟件研究；

——基于圖形導入的折彎機、機器人協同加工程序生成的接口軟件研究；

——折彎機器人加工系統。

⑻成形裝備可靠性技術，主要包括：

——故障模型及設計、質量管控技術研究；

——設計DFEMA、制造PFEMA等方法開展與研究；

——多種仿真軟件的應用；

——可靠性技術。

⑼成形裝備健康保障技術，主要包括：

——故障及信息采集研究；

——大數據信息物理模型研究；

——監控模型的邊緣計算；

——數據鏡像技術研發；

——健康保障技術。

鍛造、沖壓和鈑金制作通用

⑴材料精準本構模型開發研究。

建立材料溫度—應力—應變數據庫和材料潤滑劑摩擦系數數據庫，提高CAE仿真的準確度，推動基礎工藝進步。

根據不同材料牌號、鍛件尺寸結構和材料成分偏析性能等，建立鍛件材料數據庫。以鍛件材料及尺寸等級進行分類，完善材料基礎數據、工藝參數和設備信息，為全行業工藝技術人員開發新產品、突破材料成形極限、優化工藝路線、大幅度提升工藝水平，為配套領域實現輕量化、節能環保創造必要條件。金屬塑性成形工藝模擬技術；金屬材料不同溫度下的應力應變數值。

⑵高動態伺服直驅技術與伺服功能部件。

應用于電子電器、汽車、造船、飛機制造以及其他所有需要板材成形的機械制造業是鍛壓裝備重要發展部件。

未來鍛壓設備伺服化是一個重要的趨勢，也是實現自動化、數字化和信息化的重要支撐技術。

⑶鍛壓自動化生產線實時數據采集系統。

如何采集和分析鍛壓自動線的各種重要參數，以及通過參數變化來判斷生產線的穩定情況和零部件的尺寸與形位偏差情況，這個系統首要的是建立一整套的邏輯關系，同時需要完美的“傳感器”等硬件。

⑷基于多列庫的柔性板材加工生產系統研究，主要包括：

——生產數據系統研究；

——基于多設備、集中物流的協同控制系統研究；

——并行柔性生產管控系統研究；

——數字孿生技術研究；

——板材柔性加工系統。

⑸高強鋼模具加熱、冷卻和沖壓件熱處理機理，主要包括：

——模具加熱溫度及其檢測與控制；

——模具表面處理技術、涂滲材料、厚度與工藝；

——高強鋼加熱溫度、冷卻速度等的熱處理參數。

⑹管內壁堆焊與加工技術，主要包括：

——堆焊方式與加工，特別是細管；

——材料匹配；

——涂滲工藝。