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2008年冲压钣金行业的新进展
发表时间:2009-03-03 11:50:30; 来源:
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------第二十届欧洲金属板材展览会（EuroBLECH2008）回顾
齐俊河 中国锻压协会副秘书长兼冲压委员会干事长 刘明星 中国锻压协会国际项目与会展部主管
为了解金属板材成形行业的最近进展，向国际同行宣传中国国际金属成形展览会（MetalForm China），中国锻压协会再次组团参加了2008年10月21-25日在德国汉诺威举办第二十届欧洲金属板材展。一直以来，EuroBLECH展览会是冲压和钣金行业最好的展览会，每隔两年，来自全世界的专业人士汇聚在这里，展示、交流和分享最新的技术进展和未来的行业走势。
主办方会后公布了统计数据：本次展会净展示面积87，700平米，共有展商1520家，来自38个国家，同时观众694，000名，来自70个国家。根据现场的情况看，上述数据是可信的。那么这次展会有什么看点呢？我们粗略总结了一下，认为有四大看点，供同行参考：
1． 激光的应用更加广泛。
激光应用是EuroBLECH连续多届主推的亮点，本次展会也不例外，共有64家公司展出激光方面的产品：包括中国熟悉的通快、百超、天田、BLM、FINN POWER、MAZAK、LVD、MOTOMAN、普瑞玛、萨瓦尼尼、舒勒、ROFIN以及不太熟的CLOOS、Baykal、ADIRA等公司展示了各种激光设备，其中包括大约40台大功率的激光切割设备。
   舒勒 百超 天田    LVD MAZAK 通快 激光焊接和切割主要应用在汽车行业，最适合加工厚度2mm的板材，有资料表明欧美发达国家的汽车零部件有50％－70％是激光加工完成，从最近的趋势看，对于中厚板切割，激光切割也能很好地完成。激光焊接成为大汽车厂的标准工艺，它将不等厚度和不同材质的板材紧密焊接在一起，既可以保证受力部分有足够的强度，又可减轻不必要的重量，提高了车身的钢性和安全性，同时也降低了噪声。但是激光焊接的缺点也很明显，即投资巨大，非中小企业能够承担，对工件的装备精度和定位精度高，否则就容易出焊接缺陷。
为了弥补上述缺陷，本次展会推介了日趋成熟的激光－电弧混合焊接系统，该系统对单纯的激光焊接和电弧焊接进行了扬长避短，用激光束有效地控制和稳定电弧，减少了热量的使用，使焊接速度更快（有的速度提高达60％）、更稳定，焊缝可以更大、流动性更好，焊接的金属厚度更厚，金属性能也更佳，这样中小企业的投资也变得合算了。混合焊接的机器人在快速发展的运输和能源行业运用很广泛，尤其是风电和管道输送线等大零部件焊接领域。
激光切割应用了多年，技术相对成熟，它最近新发展则主要在将激光加工集成到其他的加工领域。目前一个显著的例子是由来自6个国家30家企业和科研院所组成一个合作机构，启动了一个名为PROFORM的研究计划，目的是综合辊压成形、激光和电磁成形三项技术形成一种新的辊压成形技术，主要用来生产汽车底盘和车身零部件。
辊压成形相对于传统的拉深技术，有灵活性高和投资低的特点，适合目前汽车行业车型变化快、零部件批量少、种类多、生产响应时间短的特点。但是高强钢在车身的应用越来越多，使用传统的辊压成形技术，意味着要调整和增加相应的装置来提高成形压力和防止成形后反弹。
加入激光和电磁成形技术之后，用高强钢生产新的零部件的时候，没有必要开发整套的辊压模具了，具体是怎样实现的呢？根据笔者搜集的资料理解，激光在新技术中的应用分为两种，一种是激光辅助成形，可用于V型折弯、线材拉伸、辊压和深拉伸工艺中，具体到辊压成形工艺的应用，就是在辊压模具成形前，用激光束对即将变形最显著的狭窄区域加热，改变板材的塑性能力，减少模具成形的压力；另外一种是应用激光直接成形，把不聚焦的激光束照射在板材上，通过加热（但是不会使材料熔化）产生的内应力成形折弯，这个过程和广泛应用于航海工业中的火焰弯曲工艺相似，整个过程不需要借用任何外力，其最显著的优点就是成形之后不会有任何反弹。这项技术对精确控制激光的能力相当高，只有这样，才能控制成形过程中的各种参数，生产出想要的形状。
激光在板材加工的另外一个应用就是用激光覆熔金属陶瓷表面，例如在非常薄的板材表面镀上一层0.1-1.2mm的膜，提高表面的耐磨性能，同时降低表面粘附力。目前正在研究何种程度的镀膜不会引起板材的翘曲。
此外，激光不仅仅用来加工零部件，还用来修整模具，改善模具的表面质量。为了降低重量，铝材和高强钢大量应用于各种结构件。在剪切的过程中，这些材料会给模具造成巨大磨损和粘附性磨擦。用激光散射镀膜，例如给剪切模具镀二氧化锆膜之后，可以延长模具寿命。
总而言之，激光在金属板材加工的应用越来越广泛，朝着降低成本和提高生产效率的方向发展。
2.伺服驱动技术遍地开花
伺服驱动在压力机上应用的设想很早出现，是日本人将其发扬光大，称之为压力成形加工行业的一次新的革命。在2006年的展会上，伺服驱动的冲床还主要是日本会田、小松、天田、山田、村田、台励福等亚洲企业孤芳自赏，欧洲只有少数压力机企业如BRUDERER、ARKU、LVD、DREHER展示了这方面的应用，其他的还主要是在压力机周边设备上有一些零星的展示。
但是在这一次的展览会上，印在压力机和自动化设备身上醒目的“SERVO”字样比比皆是，伺服驱动和控制产品覆盖压力机、折弯机、管材及线材成形机械、旋压机等多个领域。除了上述的企业自外，我们熟悉的舒勒、法格塞达、济南二机床、FINNPOWER、AP&T、MOTORMAN、MOSSINI等企业也都有成熟的伺服驱动产品展示，至于中小型压力机和周围自动化设备的企业不计其数。舒勒的伺服压力最大已经做到了2000吨，最快打击速度达到了110次每分钟。荷兰一家名为SAFAN公司生产的伺服折弯机、剪板机做得如同艺术品一样精美，机身的动力部分透明，可以看见电机和驱动装置的工作情况，整个工作过程赏心悦目。对于伺服驱动这一变革，主办方的展品名录都还没有作出反应，因而无法确切统计有多少企业介入伺服驱动技术。从现场的展示情况可以确定无疑，伺服驱动技术已经被广泛认可和应用。
那么伺服驱动的优点究竟在哪里呢？根据日本锻压机械工业协会前秘书长中原洋一先生在最近和中国锻压协会合作出版的《冲压加工的变革－现代冲压技术生产要点》一书的总结，伺服压力机的出现是为了相应如下几个方面的变化：加工的原材料多样化、加工工序多样化、模具构造多样化、产品小批量和多样化、用户个性化加工系统兴起。这些要求转化为技术的要求就是：尽可能加快滑块与零部件非接触的运动时间，即缩短非压力作用时间，同时延长压力作用时间，即放缓滑块和材料接触的速度，并在下死点保压一段时间，以达到减少材料应力，防止变形回弹、延长模具寿命的目的。此外压力机还要保持足够的打击能量，能与数控系统结合起来，方便设置加工程序。这些是传统的压力机不能满足的，因为传统压力机只要求机身有足够的钢性，滑块长时间地精确地往复运动，对模具之间的材料施加压力就可以了，它的工作曲线是固定的，行程和速度不可调节，完全没有考虑柔性生产的概念。
伺服压力机的出现则很好地满足了上述需求，它将传统压力机上的飞轮、离合器、刹车部分置换为伺服电机直接驱动，可根据不同的生产需要设定不同的行程长度和速度。它最为神奇的是即使滑块速度很慢，滑块的打击能量和扭距依然能保持不变，这个特点，使得滑块可以在包括下死点在内的任何地方停止、保压，尤其和材料“软接触”和下死点停留，极大地缓和了材料内应力，配合伺服压力机标配的线性光栅尺，最终能生产出类似精冲效果的高质量零部件，精度最高可达到微米级，可防止毛刺和撕裂等故障出现，节省去毛刺、点焊、模内攻丝等后续工序；模具受冲击小，使用寿命延长；此外，伺服压机还有噪音低、维护简单、节能等优点。和同等的传统机械压力机相比，有专家实证研究过，300吨的伺服压机和同吨位机械压力机在75％的公称力下持续运行，其者要节省3－4成的电能。
自2006年以来，中国锻压协会冲压委员会一直在不易余地地向业内企业推介伺服驱动的概念，一些零部件企业采用之后，生产效率得到了10％－30％的提升。目前设备领域，由于这样技术的高难度，只有少数企业生产出了样机，还没有形成批量的生产，这使得目前伺服压力的价格也是居高不下。我们衷心希望国内冲压和钣金设备生产商能够抓住这一波方兴未艾的技术潮流，研发出性价比优异的设备和辅助设备。
3． 机器人和自动化设备种类繁多
这回展览会共有FANUC、KUKA、MOTORMAN、REIS四大机器人巨头和其他30余家自产或者改造机器人的厂家SCHULER、TRUMPF、AMADA、FAGOR、DARLEY、GUEDEL、NORDA、PRIMA、STROTHMANN、BILSING等展示焊接、传输、激光切割、码垛、喷涂等作用的机器人，其中几个巨头展示了几台新出的7轴结构的机器人，和人的手臂的功能更为接近，完成的动作更加复杂，让人眼花缭乱。这些机器人外观漂亮、动作灵活、定位准确，具有很高的生产效率和重复稳定性。FANUC和KUKA展出了几个大型机器人，举起几十公斤的钢锭在空中挥舞，象轻盈的黄鹤在翩翩起舞，力与美得到了完美的结合。
   另外这回大开眼界是，看到数百种各种结构的自动化开卷、纵横剪、送料、矫平、润滑、抓取、拆/堆垛、检测、立体仓库等周边设备。以开卷和送料设备为例，我们在现场就看到十几种结构几十规格之多，细分得非常具体，可以满足不同厚度、宽度和不同材质的板材和不同的生产速度。
这些设备的基本原理和构造大同小异，应该说不会什么惊天动地的大突破，各家制造商在细微之处的改造和优化一直没有停止，不断推陈出新，因而看起来都独具特色，乍一看，都觉得两个看起来截然不同的机器居然是完成同一个功能。一家名叫DREHER的公司生产的自动化设备能够同时满足锻造和冲压两个不同行业的需要，比较难得。去实际地测试是不可能的，但是就展品的外观、内部电子元件的排列、机器部分加工的精度来看，水平确实很高。周边自动化设备多是非标的，价格甚至比配套的主机还贵，产品附加值也是相当的高。德国一家展商ARKU生产的矫平机单机就高达500万人民币，是国内同类产品几十倍的价格，真是让人感慨，这才是我们的制造业要奋斗的方向。
自动化程度高，不仅节省人力，减少工伤事故，同时也是稳定、高效生产的保证。连续自动化冲压生产线在欧美日汽车企业应用非常广泛，而中国还很少。自动化生产，并不是简单的装上送料装置这么简单，而是包含从原材料自动送进设备到产品自动流出的整个过程，需要整合模具、材料、压力机、安全性、意外情况处理、废料处理、批量、交货期、精度等各种因素，真正有效地运用起来并稳定顺利地生产，需要很多的磨人的工作去做。
过去几年随着中国人力成本提高和产品工序的复杂化，简单的自动化生产线的应用在增加，对更加复杂的自动化需求业也会越来越多。生产自动化设备的企业层出不穷，但是普遍的情况是产品的档次还不高，应用比较简单。通过沟通，我们了解到一些欧洲自动化设备生产商由于本土的加工成本太高，停止了生产工厂，只保留了设计、销售和服务部门，仅提供部分图纸和技术指导，产品散包给中国、台湾、土耳其这样的新兴工业国家和地区的同行生产，然后装上关键部件贴自己的牌子销售。这对国内企业而言，应该是一个提高的捷径。
4． 展品种类丰富，专业性强
EuroBLECH展览会的展品范围按照原材料及零部件、搬运技术、分离技术、管/型材加工、薄钣柔性加工技术、成形技术、机床零部件、连接紧固技术、模具、板材表面处理技术、工艺控制、安全环保、工厂仓储设备、数据处理（软硬件）、服务信息和交流共15大类290个的子类，可见分工之细，几乎每个展品子类都有展示，有不同的公司供选择，在液压机、激光、机器人、折弯机、剪板机、转塔冲床、辊压成形等类别有30－60家展商可供选择。
本次参展的企业主要是中小型家族型企业，长期专注在某些特定的领域，将各自产品琢磨得很精致，除了基本的性能之外，非常注重外观、安全性和易操作性，在工业设计方面应该下了很多功夫，即使外行看了也会舒服，另外样本的技术参数也非常详细，如快速换模企业Hilma的技术参数有一百多页，没有积累绝对是做不出来的。
我们这回特地留心了一下，制造各种压力机的企业有上百家之多，很多从来没有听说过，但是一看简介起码是四十年以上的历史，大部分是偏安一隅的区域性企业，在中国从来没有销售。从交谈中可以感受到，一方面他们似乎都来自发展中国家的同类产品不屑一顾，一方面又似乎警惕越来越多的发展中国家的展品，没事就转过去上上下下地打量。
现场还看到很多结构复杂的零部件，原以为工序会很复杂，其实不然，因为这些零部件是用专业的设备做出来的。例如现场有荷兰一家名为WEMO的公司一台长达十几米的设备，有矫平辊、连续模、折弯模、自动传输机械手、夹钳、甚至XY定位的移动冲头、铆接装置，远看不知道是干什么的，上前才知道这是一个全自动的柔性冲压生产线，卷料自动上去经过一系列的冲孔、折弯、翻转、铆接等工序，经过几秒钟，变魔术一样在终端吐出各种立体的钣金壳体，效率高达每分钟7－8件，这是用折弯机、剪板机和砖塔冲床组合生产是不可能达到的效率。类似生产线萨瓦尼尼和通快也都有生产。
类似的产品很多，例如目前流行的内高压成形、高强钢热成形、多工位压力机、无模成形、辊压成形、试模压力机、软件模拟、管子成形等，要是带着特定的需求前来参观，一定会有很多收获。
结束语
这次展览会中国的展商来了不少，包括大陆的济南二机床、扬力、亚威等20几家企业和台湾有台励福、senfung等23家企业，其他类似金丰、金方圆、东莞金峥也有展品由其代理商参展。济南二机床已经展出了好几届，从几个标摊到100多平米的精装修摊位，布局、宣传样本和接待方式已经完全国际化，显示这家龙头企业拓展国际市场的雄心。扬力此前一定进行了准备的充分，现场展示几台设备具有很高的水平。
来自中国大陆的观众很多，在展馆的几天，我们一直能看到三五成群的中国人，仔细地研究各种展品，并和老外热烈的交流，从这个侧面也看出中国冲压钣金零部件企业已经开始向高端市场大力迈进。舒勒、蒂森克虏伯、BRUDERER、法格等知名展商在各自的样本和新闻通讯里，对中国市场表示了积极的预期，认为中国是高端产品的一块处女地，在BRIC金砖四国中，中国的需求增长最为明显。 另外来自土耳其、伊朗、俄罗斯、波兰、印度做剪板机、折弯机的展商也看到很多，他们将是中国企业在同一层次的对手，尤其是东欧企业在吸取西欧的先进技术、以及销售和售后服务上有比较大优势。
尽管经济萧条的愁云在天空弥漫，展览会现场的订单还是达到了创记录的新高度。通快公司在会后的新闻稿中声称，在五天的时间里，共销售出190台设备，订单高达6000万欧元，超过了2006年全球经济热火朝天时的订单。看来做精、做强是抵御寒冬最佳利器。
总体感觉中国的设备企业过去几年发展很快，量的扩张很快，但是产品还是模仿吸收阶段，还没有推出真正属于自己的东西，因而还有很长的路要走。现场看到会田、天田和马扎克三家企业动辄上千平米的展示面积，装修豪华，展示的机器非常先进，风头丝毫不让通快、百超、BRUDERER、FEINTOOL这样的顶尖欧洲企业。他们的展位人头涌动，现场的工作人员主要是欧洲的白种人，看不到多少日本人，几乎想像不出这是总部在日本的企业，真希望有一天这样的情形能在中国的企业身上发生。
当然，作为金属成形零部件行业的协会，我们更关注的是如何帮助我们的零部件企业如何把产品做得更好，如何获得更好的附加值，在制造的产业链中获得更大的话语权。我们的零部件企业在这次经济危机中承载了巨大的压力，大量的订单流失。就其原因，其中一条，即我们的零部件企业即使加工能力很强，也只是做到了按照图纸能制作出来而已，独立开发设计的能力还很弱，所以轻易就被替换或者淘汰掉。而在主机厂面临是能源、降价等各种压力的时候，尤其需要有研发能力的零部件供应商来一起分担压力，这些需要来自上游的设备、模具、自动化等精通制造和工艺的供应商的通力合作。
有鉴于此，中国锻压协会将不遗余力地引进发达工业国家的展商，前往协会举办的中国国际金属成形展览会和会议上（MetalForm China）推介新产品和新技术，让更多国内的零部件和设备生产商从中获益。本次参展之后，我们已经和一些新的企业达成合作的初步意向，我们还将继续努力。也欢迎更加企业和专业人士多多参加我们的行业活动，共同振兴和提升中国的金属成形行业而不懈奋斗！
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