板材锻造法将改变金属部件的价值

2016-10-040阅读0

  “板材锻造”作为金属部件的加工方法,如今成为了关注的焦点。高精度且形状复杂的部件,只需冲压加工即可制造,是一种成本有望削减3成以上的优异加工方法。这种方法是日本首发,是在世界上有优势的技术。“技术人员讲座”即将举办“实现高精度、高附加值形状,并可减少3成以上成本的‘板材锻造’”(2015年11月4日)主题讲座。日前,担任讲师的Techno Offce Rin代表中野隆志就灵活利用板材锻造的优点回答了记者提问。(采访人:近冈裕)

  

Techno Offce Rin代表中野隆志

  ——听说日本企业对于“板材锻造”的关注度正在不断提升。首先请问,板材锻造是一种怎样的加工方法?

  中野:板材锻造是融合了冷锻与钣金加工的加工方法。集合了2种加工方法的优点。冷锻的优点是能够以高精度成型厚壁的部件。而钣金加工的优点在于能够使用板状的工件(卷材),以低成本制造形状复杂的部件。因此,只要使用板材锻造,就能以高精度、低成本,加工形状复杂的厚壁部件。

  ——为什么板材锻造受到的关注与日俱增?

  中野:因为板材锻造现在到了普及期。在设计人员、生产技术人员和制造技术人员之中,“试试看”的需求逐渐显现,实现板材锻造所需要的CAE、冲压机械、模具表面处理等必要技术也已经齐备。

  其实,板材锻造这项技术早在25年之前就开发出来了。但用途仅限于机电产品中的小型精密部件等。经过了很长时间,板材锻造的必要技术才达到成熟水平。然而,这些必要技术最近进化显著,掌握板材锻造技术的加工厂商渐渐多了起来。其结果,使得汽车自动变速箱(AT)的齿形部件等更大、更厚,而且形状复杂的部件能够成形了。

  但全面普及才刚刚开始。我觉得从现在起,板材锻造会带来商机。以汽车部件为例,在能够改用板材锻造制造的部件中,现在使用板材锻造的只占3成左右。还有7成部件没有使用。

  而且,板材锻造技术在不断进化。随着进化程度的提高,可以改用板材锻造制造的部件应该会越来越多。考虑到这一点,可以说这项加工技术的前景非常光明。

  汽车企业对于引进板材锻造持积极态度。最积极的汽车厂商应该要数丰田了。众所周知,丰田会为把握技术的本质和制造成本而自主开发生产技术。除了在内部建立技术,还会积极回应供应商提出的新技术方案。

  仿佛是在呼应汽车企业的这种动向,现在,越来越多的一级部件厂商和二级部件厂商在拼命地想方设法引进板材锻造。

  ——企业将板材锻造投入实用的目的是什么?

  中野:板材锻造最大的魅力就是大幅削减成本吧。使用板材锻造可以使金属部件的制造成本比过去减少3成以上。与切削品相比,能够削减5成以上的成本。

  而且加工精度优良,还能制造形状复杂的部件。充分利用这一点,还可以加工高附加值的部件。因为可以通过净成型去除多余金属,所以还有助于减轻重量。

  一个利用板材锻造加工的优良部件的例子,就是Syvec Corporation的纯电动汽车(EV)用减速器的齿轮:不仅制作出具有厚度的三维形状,还实现了镜面加工。过去只能采用切削方式制造的这种齿轮通过改用板材锻造制造,加工成本可以降低到原来的1/10。

  通常来说,高精度的齿轮是采用滚齿机切削、磨削的。加工成镜面还需要抛光。若能改换成板材锻造的方式,就能使成本压倒性减少。一般来说,以板材锻造削减成本的目标是3成以上,有些可以达到5成。

  对于加工商,改换方法会掀起加工方法的变革,对于设计人员,这么大的成本竞争力也不容错失。

  ——很多技术人员都想灵活运用板材锻造,真正能做到的人多吗?

  中野:我觉得相当多的设计人员都知道板材锻造。但对技术的理解达到灵活运用的程度,真正掌握了这项技术的设计人员还很少。

  随着CAE技术的发展,很多企业现在都具备了实施塑性流动分析和模具强度分析的能力。但换一个角度来看,CAE的分析能力决定了企业的技术开发能力。要想开发非之莫属的技术,技术人员本身需要具备创造新技术的能力。锻造类设计人员对于板材锻造的原理原则,估计可以理解8成左右。但达到能设计模具的水平还很难。而另一方面,板材成型类设计人员估计很少有人懂板材锻造的原理原则。对板材成型类设计人员来说,工序设计和模具的刚性设计非常难。这是对模具寿命影响最大的因素。

  考虑到以上情况,我觉得全面运用板材锻造的号角才刚刚吹响。反过来说,如果能早掌握这项技术,就能赢得领先其他公司的先机。

  放眼世界,这其实也是一个机会。因为板材锻造是始自日本的技术,日本的技术实力是世界第一。虽然德国通过产学合作,最近也开始加大力度开发板材锻造,但在实用化上,日本仍占有先机。板材锻造是由冷锻和精密剪切延伸而来的技术,需要建立在冷锻和精密剪切技术的基础上。在日本,这样的基础已经构成了完善的网络。

  而且,日本拥有技术人员与生产一线联手实施开发的团队协作的“文化”。但在德国等海外地区,很少有联手开发的情况。要使板材锻造成气候,需要这种团队协作和支撑塑性加工的综合技术。板材锻造是日本能够发挥出优势的技术。(记者:近冈裕)

  (全文完)