“板材鍛造”作為金屬部件的加工方法,如今成為了關注的焦點。高精度且形狀復雜的部件,只需沖壓加工即可制造,是一種成本有望削減3成以上的優(yōu)異加工方法。這種方法是日本首發(fā),是在世界上有優(yōu)勢的技術!
板材鍛造是一種怎樣的加工方法?
板材鍛造是融合了冷鍛與鈑金加工的加工方法。集合了2種加工方法的優(yōu)點。冷鍛的優(yōu)點是能夠以高精度成型厚壁的部件。而鈑金加工的優(yōu)點在于能夠使用板狀的工件(卷材),以低成本制造形狀復雜的部件。因此,只要使用板材鍛造,就能以高精度、低成本,加工形狀復雜的厚壁部件。
板材鍛造受到的關注與日俱增的原因
板材鍛造現(xiàn)在到了普及期。在設計人員、生產(chǎn)技術人員和制造技術人員之中,“試試看”的需求逐漸顯現(xiàn),實現(xiàn)板材鍛造所需要的CAE、沖壓機械、模具表面處理等必要技術也已經(jīng)齊備。
但全面普及才剛剛開始。我覺得從現(xiàn)在起,板材鍛造會帶來商機。以汽車部件為例,在能夠改用板材鍛造制造的部件中,現(xiàn)在使用板材鍛造的只占3成左右。還有7成部件沒有使用。
而且,板材鍛造技術在不斷進化。隨著進化程度的提高,可以改用板材鍛造制造的部件應該會越來越多?紤]到這一點,可以說這項加工技術的前景非常光明。
企業(yè)將板材鍛造投入實用的目的
板材鍛造最大的魅力就是大幅削減成本吧。使用板材鍛造可以使金屬部件的制造成本比過去減少3成以上。與切削品相比,能夠削減5成以上的成本。
而且加工精度優(yōu)良,還能制造形狀復雜的部件。充分利用這一點,還可以加工高附加值的部件。因為可以通過凈成型去除多余金屬,所以還有助于減輕重量。
一個利用板材鍛造加工的優(yōu)良部件的例子,就是Syvec Corporation的純電動汽車(EV)用減速器的齒輪:不僅制作出具有厚度的三維形狀,還實現(xiàn)了鏡面加工。過去只能采用切削方式制造的這種齒輪通過改用板材鍛造制造,加工成本可以降低到原來的1/10。
通常來說,高精度的齒輪是采用滾齒機切削、磨削的。加工成鏡面還需要拋光。若能改換成板材鍛造的方式,就能使成本壓倒性減少。一般來說,以板材鍛造削減成本的目標是3成以上,有些可以達到5成。
對于加工商,改換方法會掀起加工方法的變革,對于設計人員,這么大的成本競爭力也不容錯失。
靈活運用板材鍛造
相當多的設計人員都知道板材鍛造。但對技術的理解達到靈活運用的程度,真正掌握了這項技術的設計人員還很少。
隨著CAE技術的發(fā)展,很多企業(yè)現(xiàn)在都具備了實施塑性流動分析和模具強度分析的能力。但換一個角度來看,CAE的分析能力決定了企業(yè)的技術開發(fā)能力。要想開發(fā)非之莫屬的技術,技術人員本身需要具備創(chuàng)造新技術的能力。鍛造類設計人員對于板材鍛造的原理原則,估計可以理解8成左右。但達到能設計模具的水平還很難。而另一方面,板材成型類設計人員估計很少有人懂板材鍛造的原理原則。對板材成型類設計人員來說,工序設計和模具的剛性設計非常難。這是對模具壽命影響最大的因素。
考慮到以上情況,我覺得全面運用板材鍛造的號角才剛剛吹響。反過來說,如果能早掌握這項技術,就能贏得領先其他公司的先機。
放眼世界,這其實也是一個機會。因為板材鍛造是始自日本的技術,日本的技術實力是世界第一。雖然德國通過產(chǎn)學合作,最近也開始加大力度開發(fā)板材鍛造,但在實用化上,日本仍占有先機。板材鍛造是由冷鍛和精密剪切延伸而來的技術,需要建立在冷鍛和精密剪切技術的基礎上。在日本,這樣的基礎已經(jīng)構(gòu)成了完善的網(wǎng)絡。
而且,日本擁有技術人員與生產(chǎn)一線聯(lián)手實施開發(fā)的團隊協(xié)作的“文化”。但在德國等海外地區(qū),很少有聯(lián)手開發(fā)的情況。要使板材鍛造成氣候,需要這種團隊協(xié)作和支撐塑性加工的綜合技術。板材鍛造是日本能夠發(fā)揮出優(yōu)勢的技術。