鍛造車間綠色制造技術應用

文/張駿，宋銀生，沈龍祥，郁東·江蘇大洋精鍛有限公司

從目前的形勢來看，鍛造業生產一直以綠色制造、對環境污染最低、對資源利用最高為目標，從而逐步減小行業生產對環境保護的壓力，最終更好的推進該行業的快速發展，達到綠色制造的目標。本文主要對鍛造車間常用的綠色制造技術進行分析，旨在更好的幫助企業明確自身實際情況，更加高效的利用各項技術，達到維護生態環境的目的。

當前，綠色制造的概念已在制造業中風靡起來，國家在環境保護工作中的重視度逐漸提升，鍛造行業作為環保治理的一個重點對象，一方面要發展生產，另一方面要在環保的重壓下生產出綠色、對環境污染最小的產品。為了減少鍛造行業對環境造成的污染，進一步推動鍛造行業的發展，有必要在車間工作中推行綠色制造技術，降低資源損耗，提升綠色環保性能，從而促進行業的可持續性發展。

近凈成形技術

近凈成形技術是指利用先進的加工技術和數控設備，在材料形變的過程中保持原始形態的基礎上，盡可能減少廢品和余料，從而實現高效節能、節材、降低成本的目的。近年來，這種技術在鍛造行業中得到了廣泛應用，尤其是在航空、汽車、機械等領域，可以有效提高生產效率和產品質量。在我國鍛造行業中，越來越多的企業開始采用近凈成形技術，通過不斷的技術創新和優化，提高生產效率和產品質量，降低成本和能耗，推動行業可持續發展。同時，在生產鍛件的過程中，通過使用有限元模擬軟件，可以對變形過程進行精準分析，從而優化模具的受力情況，延長模具的使用壽命，縮短產品的開發周期，以達到節能的目的。這是一種高效、智能的生產方式，可以為企業帶來可觀的經濟效益，如圖1 所示。

圖1 近凈成形工藝

干式切削技術

相比傳統加工制造方式，干式切削技術不需要使用切削液體，所以基本上不會對人體健康造成不良影響，在環境保護中也可以發揮出積極作用。完全干式切削技術不需要使用液體即可完成加工細節；半干式切削技術也僅需使用氣體與微量潤滑液混合，就可獲得比較理想的加工效果，并且加工成形后也無需對切屑進行處理，另外，還可以實現回收再利用，從整體來看節能效果更佳，如圖2 所示。

圖2 干式切削

工藝模擬技術

工藝模擬技術在鍛造過程中的應用可以幫助生產廠家更加準確地控制成形過程，從而提高生產效率和產品質量。DEFORM 和FORGE 是兩種常用的工藝模擬軟件，它們可以模擬金屬在受力時的流變行為，分析多項因素對金屬變形行為的影響，并進行預測和優化。使用DEFORM 或FORGE 軟件可以對鍛造工藝中的加熱、變形和冷卻過程進行模擬，分析不同溫度、變形速率和冷卻速度對鍛件質量的影響。同時，工藝模擬技術還可以優化生產工藝，降低生產成本，提高產品質量和生產效率。基于這些研究結果，我們可以確定出最佳的參數，整個工件成形的過程需要多大的荷載、缺陷發生的情況、殘余應力情況等都可以直觀的看出來，這樣即可更好的選擇成形設備，明確成形工藝，從而有效控制產品質量。DEFORM 仿真軟件模擬擠壓過程，如圖3 所示。

圖3 DEFORM 仿真軟件模擬擠壓過程

快速原型零件制造技術(RPM)

將CAD、電子、數控、激光加工等多項技術結合起來，可以形成一種全面的、一體化的解決方案，幫助客戶從零件設計到三維實體原型制造的過程更加順暢和高效。該解決方案可以使用戶在短時間內快速完成設計和制造工作，提高生產效率，減少制造成本，從而更好地滿足市場需求。應用該技術后，制造模式發生了革命性的改變，傳統的毛坯加工模式被打破，模具制造的難度也大大降低。RPM 技術還可以提高生產效率和工作安全性。相比傳統的機械加工方式，RPM 技術可以在更短的時間內完成更多的零件加工，從而提高生產效率。同時，RPM 技術可以實現全自動化加工，減少人工干預，提高工作安全性。滿足產品生產在成本、質量以及批量等方面的要求，具有很高的應用價值。

液壓系統應用

為了提高液壓系統的設計與制造水平，避免泄漏問題對生產效益和企業長遠發展造成阻礙，我們必須制定合理的液壓系統設計方案，并將綠色理念融入其中。此外，在設計過程中，應持續優化物理處理流程和方法，以確保不會對周圍環境造成影響，并考慮不同回收因素。通過這些措施，我們可以最大限度地提高零部件的成形效果，并提高液壓系統的環保性能。

敏捷制造(AM)虛擬現實技術

在全球一體化的趨勢下，利用信息技術將高素質員工、動態聯盟、虛擬組織機構和先進的生產技術有機結合，這種有機結合的方式可以幫助企業更好地管理生產過程中的風險，減少生產中的錯誤和失誤，從而提高產品質量和客戶滿意度。同時，這種方式也可以幫助企業降低成本，提高效率，并促進企業的長期發展。通過動態聯盟，企業可以更好地與供應商和合作伙伴合作，共同應對市場變化和風險。通過虛擬組織機構，企業可以更好地整合資源和知識，提高團隊協作和創新能力。這些先進的生產技術也可以幫助企業更好地應對生產過程中的挑戰，提高生產效率和產品質量。因此，將這些因素有機結合起來，可以為企業帶來更好的經濟效益和市場競爭力。敏捷制造(AM)是一種靈活、快速響應市場需求的制造方式，其中利用虛擬現實技術(VRT)和網絡技術(NT)，通過虛擬公司的虛擬制造技術，在計算機仿真的方式下進行設計、加工等多重環節，建立虛擬運行環境、加工過程以及產品。這種制造方式能夠通過仿真的過程，提前發現產品生產過程中潛在的缺陷和錯誤，持續優化產品工藝，確保產品質量。此外，敏捷制造還可以提高生產效率，降低成本，提高產品競爭力。

結束語

綜上所述，近年來，鍛造企業通過綠色技術改造和升級，實現了對材料的高效利用，從而減少了廢料和浪費，降低了對環境的影響。此外，企業采用新技術和新材料，有效地降低了能源消耗，達到了綠色發展的目標。這一改造和升級對企業的可持續發展和社會責任具有重要意義。但是，相比西方發達國家，我國生產技術在能耗、影響環境等方面依然存在差距，所以，應該進一步推進鍛造行業之中對綠色制造技術的應用，并且加大對行業前沿技術的探索與研究，并且與“中國制造2025”倡導的網絡化、自動化以及智能化相結合，深入推進行業的升級與轉型。