先進制造技術(shù)在傳統(tǒng)鑄造企業(yè)中的應(yīng)用

王剛 王興華 代正偉

摘要：在我國科技的發(fā)展，各領(lǐng)域的技術(shù)水平逐漸提高的今天，先進鑄造技術(shù)、重大工程特大型及關(guān)鍵零部件的鑄造成形技術(shù)、數(shù)字化智能化鑄造技術(shù)、綠色鑄造技術(shù)等方面形成一批世界一流的創(chuàng)新成果，為我國國民經(jīng)濟重要部門的裝備制造提供強有力的技術(shù)支持，使我國從世界鑄造大國發(fā)展成為世界鑄造強國。

關(guān)鍵詞：先進制造技術(shù);傳統(tǒng)鑄造企業(yè);應(yīng)用

引言

先進制造技術(shù)，是指制造業(yè)不斷地吸收機械、電子、信息、材料及現(xiàn)代管理技術(shù)的相關(guān)最新成果，并將其綜合應(yīng)用于制造業(yè)的全過程，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、敏捷生產(chǎn)，取得很好經(jīng)濟效果的制造技術(shù)的總稱。

1輕金屬材料鑄造過程建模與數(shù)值模擬技術(shù)

鋁合金具有相對較輕的重量、較高的比抗拉強度和比彈性模量，越來越廣泛地應(yīng)用于汽車工業(yè)和航空航天等領(lǐng)域。鎂合金是目前工程應(yīng)用中密度最小的金屬結(jié)構(gòu)材料，在實現(xiàn)汽車輕量化中應(yīng)用潛力巨大，受到了越來越多的關(guān)注?，F(xiàn)代成形制造技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)中，一個十分重要的發(fā)展趨勢是越來越多地運用計算機建模與數(shù)值模擬技術(shù)，采用模擬技術(shù)已成為開發(fā)成形加工產(chǎn)品新工藝、實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的重要方法手段。在工業(yè)發(fā)達國家，成形制造模擬技術(shù)不斷向廣度、深度發(fā)展，模擬技術(shù)已成為國際公認的材料及制造科學(xué)的重要前沿領(lǐng)域。模擬技術(shù)用于輕金屬材料鑄造成形領(lǐng)域，可以縮短輕合金鑄件的研發(fā)周期并大大降低研發(fā)成本。

2造型材料

造型材料方面，國內(nèi)大多數(shù)廠家生產(chǎn)的呋喃樹脂粘結(jié)劑存在毒性大、高溫退讓性差、性能不穩(wěn)定、用于鑄鋼件時熱裂傾向嚴(yán)重、用于低碳鋼鑄造時鑄件表面滲碳滲硫等問題，國外已采用環(huán)保型生物質(zhì)呋喃樹脂，具有毒性小、強度大、硬化速度快、成本低的優(yōu)點。國內(nèi)自硬砂應(yīng)用占比小，黏土砂應(yīng)用占比大，且大量使用毒性較大的煤粉黏土砂，國外主要采用酯硬化堿性酚醛樹脂砂或環(huán)保型呋喃樹脂自硬砂，鑄件表面質(zhì)量好且作業(yè)環(huán)境好。國內(nèi)冷芯盒制芯工藝還存在溶劑毒性大和粘模嚴(yán)重問題。國產(chǎn)涂料品種單一、污染大、成本高、刷涂工藝落后、涂料混制批量小和自動化程度低，質(zhì)量不穩(wěn)定。國內(nèi)舊砂再生回用率為30%～60%，很多小型鑄造企業(yè)舊砂全部排放，國外舊砂的再生回用率可達80%～90%.歐洲一些國家已將低成本環(huán)保的無機粘結(jié)劑砂成功用于復(fù)雜壁薄精確的高端鑄件大批量生產(chǎn)，國內(nèi)剛開始探索試驗。

3 3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)鑄造相結(jié)合

3D打印機根據(jù)三維數(shù)模將塑料、金屬粉末或固體無機物粉末等可黏合材料通過不同類型的噴頭，逐層堆積在工作臺上并最終形成目標(biāo)零件。3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)的“減材”制造工藝不同，3D打印是通過鑄件添加材料完成工件的成型技術(shù)，在制作難度大或無法加工材料時有著明顯的優(yōu)勢。目前雖然3D打印金屬成型件工藝尚不是很成熟，而且成本相對較高，但在鑄造企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)中，3D打印砂芯再進行傳統(tǒng)澆鑄的工藝方法，可大幅度節(jié)約新產(chǎn)品開發(fā)周期，精度較高，并且節(jié)約了開模等成本費用，同時能幫助解決一些鑄造中無法解決的疑難問題。

4計算機技術(shù)在鑄造企業(yè)生產(chǎn)管理中的具體應(yīng)用

（1）信息處理系統(tǒng)。鑄造企業(yè)要想提升自身的發(fā)展實力，需要做好對市場信息的篩選工作，構(gòu)建完善的企業(yè)發(fā)展模式。鑄造企業(yè)信息系統(tǒng)給鑄造企業(yè)的生產(chǎn)整個流程提供準(zhǔn)確的規(guī)劃，提高了鑄造產(chǎn)品質(zhì)量的同時，也提高了企業(yè)的發(fā)展效率。（2）鑄造中的工裝制造技術(shù)。鑄造企業(yè)在生產(chǎn)的過程中涉及到的層面較為廣泛，鑄造產(chǎn)品的最終完成需要前期運用先進的鑄造技術(shù)，設(shè)計出良好的模型，保證產(chǎn)品的質(zhì)量能夠達到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。計算機技術(shù)的發(fā)展為鑄造企業(yè)的生產(chǎn)提供了眾多的設(shè)計軟件類型，為快速制造出質(zhì)量較高的鑄造產(chǎn)品提供保障。在模型制作的開始就需要進行綜合性的考慮，做好對產(chǎn)品設(shè)計、加工以及裝配的各項工作的安排，減少產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中問題的產(chǎn)生，提高鑄造產(chǎn)品的整體質(zhì)量。

5鑄造智能技術(shù)

（1）全流程虛擬制造技術(shù)。傳統(tǒng)鑄件工藝的設(shè)計往往需要大量設(shè)計經(jīng)驗的累積，而全流程虛擬制造技術(shù)通過知識庫的建立，匯總鑄造工藝設(shè)計的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、經(jīng)驗等理論知識和事實數(shù)據(jù)，對鑄件工藝的設(shè)計有規(guī)律方法可循，結(jié)合工藝的模擬仿真，模擬鑄件在鑄造過程中的形狀、尺寸、內(nèi)部組織及缺陷的演變情況。針對模擬仿真的結(jié)果對工藝進行優(yōu)化，已達到減少因工藝設(shè)計問題而產(chǎn)生的生產(chǎn)損失的目的。（2）遠程運維技術(shù)。遠程運維技術(shù)是通過集中運維資源，通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)狀況，提前預(yù)防、管理、解決遇到的設(shè)備維護問題，保障設(shè)備的開動率，提高生產(chǎn)效率。一改以往救火式的運維管理模式，讓運維人員及生產(chǎn)人員之間的溝通協(xié)作更加通暢。

結(jié)語

隨著鑄造行業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、產(chǎn)型升級成為必然，在保持鑄造行業(yè)平穩(wěn)發(fā)展的同時，提升技術(shù)能力水平，打造自動化鑄造生產(chǎn)線，利用先進制造技術(shù)，從根本上提升鑄造企業(yè)自身核心競爭力，才能實現(xiàn)鑄造行業(yè)持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]郭瓊.先進制造技術(shù)[M].機械工業(yè)出版社，2017.

[2]李金華.新工業(yè)革命進程中中國先進制造業(yè)的格局與調(diào)整路徑[J].學(xué)術(shù)論壇，2018，41（02）：75-85.

[3]余穩(wěn)策，張雪妍.制造業(yè)重塑與中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型研究[J].河南社會科學(xué)，2017，25（07）：7-13+28.

[4]王姝潔.“中國制造2025”面臨的困境[J].中國集體經(jīng)濟，2019（13）：13-15.

[5]孟憲寶，張文朝，王曉菲，王子，申帥，任玉紅.3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)鑄造技術(shù)相結(jié)合鑄造管類零件[J].特種鑄造及有色合金，2019，39（06）：635-636.