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2008年沖壓鈑金行業的新進展
發表時間:2009-03-03 11:50:30; 來源:
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------第二十屆歐洲金屬板材展覽會（EuroBLECH2008）回顧
齊俊河 中國鍛壓協會副秘書長兼沖壓委員會干事長 劉明星 中國鍛壓協會國際項目與會展部主管
為了解金屬板材成形行業的最近進展，向國際同行宣傳中國國際金屬成形展覽會（MetalForm China），中國鍛壓協會再次組團參加了2008年10月21-25日在德國漢諾威舉辦第二十屆歐洲金屬板材展。一直以來，EuroBLECH展覽會是沖壓和鈑金行業最好的展覽會，每隔兩年，來自全世界的專業人士匯聚在這里，展示、交流和分享最新的技術進展和未來的行業走勢。
主辦方會后公布了統計數據：本次展會凈展示面積87，700平米，共有展商1520家，來自38個國家，同時觀眾694，000名，來自70個國家。根據現場的情況看，上述數據是可信的。那么這次展會有什么看點呢？我們粗略總結了一下，認為有四大看點，供同行參考：
1． 激光的應用更加廣泛。
激光應用是EuroBLECH連續多屆主推的亮點，本次展會也不例外，共有64家公司展出激光方面的產品：包括中國熟悉的通快、百超、天田、BLM、FINN POWER、MAZAK、LVD、MOTOMAN、普瑞瑪、薩瓦尼尼、舒勒、ROFIN以及不太熟的CLOOS、Baykal、ADIRA等公司展示了各種激光設備，其中包括大約40臺大功率的激光切割設備。
   舒勒 百超 天田    LVD MAZAK 通快 激光焊接和切割主要應用在汽車行業，最適合加工厚度2mm的板材，有資料表明歐美發達國家的汽車零部件有50％－70％是激光加工完成，從最近的趨勢看，對于中厚板切割，激光切割也能很好地完成。激光焊接成為大汽車廠的標準工藝，它將不等厚度和不同材質的板材緊密焊接在一起，既可以保證受力部分有足夠的強度，又可減輕不必要的重量，提高了車身的鋼性和安全性，同時也降低了噪聲。但是激光焊接的缺點也很明顯，即投資巨大，非中小企業能夠承擔，對工件的裝備精度和定位精度高，否則就容易出焊接缺陷。
為了彌補上述缺陷，本次展會推介了日趨成熟的激光－電弧混合焊接系統，該系統對單純的激光焊接和電弧焊接進行了揚長避短，用激光束有效地控制和穩定電弧，減少了熱量的使用，使焊接速度更快（有的速度提高達60％）、更穩定，焊縫可以更大、流動性更好，焊接的金屬厚度更厚，金屬性能也更佳，這樣中小企業的投資也變得合算了。混合焊接的機器人在快速發展的運輸和能源行業運用很廣泛，尤其是風電和管道輸送線等大零部件焊接領域。
激光切割應用了多年，技術相對成熟，它最近新發展則主要在將激光加工集成到其他的加工領域。目前一個顯著的例子是由來自6個國家30家企業和科研院所組成一個合作機構，啟動了一個名為PROFORM的研究計劃，目的是綜合輥壓成形、激光和電磁成形三項技術形成一種新的輥壓成形技術，主要用來生產汽車底盤和車身零部件。
輥壓成形相對于傳統的拉深技術，有靈活性高和投資低的特點，適合目前汽車行業車型變化快、零部件批量少、種類多、生產響應時間短的特點。但是高強鋼在車身的應用越來越多，使用傳統的輥壓成形技術，意味著要調整和增加相應的裝置來提高成形壓力和防止成形后反彈。
加入激光和電磁成形技術之后，用高強鋼生產新的零部件的時候，沒有必要開發整套的輥壓模具了，具體是怎樣實現的呢？根據筆者搜集的資料理解，激光在新技術中的應用分為兩種，一種是激光輔助成形，可用于V型折彎、線材拉伸、輥壓和深拉伸工藝中，具體到輥壓成形工藝的應用，就是在輥壓模具成形前，用激光束對即將變形最顯著的狹窄區域加熱，改變板材的塑性能力，減少模具成形的壓力；另外一種是應用激光直接成形，把不聚焦的激光束照射在板材上，通過加熱（但是不會使材料熔化）產生的內應力成形折彎，這個過程和廣泛應用于航海工業中的火焰彎曲工藝相似，整個過程不需要借用任何外力，其最顯著的優點就是成形之后不會有任何反彈。這項技術對精確控制激光的能力相當高，只有這樣，才能控制成形過程中的各種參數，生產出想要的形狀。
激光在板材加工的另外一個應用就是用激光覆熔金屬陶瓷表面，例如在非常薄的板材表面鍍上一層0.1-1.2mm的膜，提高表面的耐磨性能，同時降低表面粘附力。目前正在研究何種程度的鍍膜不會引起板材的翹曲。
此外，激光不僅僅用來加工零部件，還用來修整模具，改善模具的表面質量。為了降低重量，鋁材和高強鋼大量應用于各種結構件。在剪切的過程中，這些材料會給模具造成巨大磨損和粘附性磨擦。用激光散射鍍膜，例如給剪切模具鍍二氧化鋯膜之后，可以延長模具壽命。
總而言之，激光在金屬板材加工的應用越來越廣泛，朝著降低成本和提高生產效率的方向發展。
2.伺服驅動技術遍地開花
伺服驅動在壓力機上應用的設想很早出現，是日本人將其發揚光大，稱之為壓力成形加工行業的一次新的革命。在2006年的展會上，伺服驅動的沖床還主要是日本會田、小松、天田、山田、村田、臺勵福等亞洲企業孤芳自賞，歐洲只有少數壓力機企業如BRUDERER、ARKU、LVD、DREHER展示了這方面的應用，其他的還主要是在壓力機周邊設備上有一些零星的展示。
但是在這一次的展覽會上，印在壓力機和自動化設備身上醒目的“SERVO”字樣比比皆是，伺服驅動和控制產品覆蓋壓力機、折彎機、管材及線材成形機械、旋壓機等多個領域。除了上述的企業自外，我們熟悉的舒勒、法格塞達、濟南二機床、FINNPOWER、AP&T、MOTORMAN、MOSSINI等企業也都有成熟的伺服驅動產品展示，至于中小型壓力機和周圍自動化設備的企業不計其數。舒勒的伺服壓力最大已經做到了2000噸，最快打擊速度達到了110次每分鐘。荷蘭一家名為SAFAN公司生產的伺服折彎機、剪板機做得如同藝術品一樣精美，機身的動力部分透明，可以看見電機和驅動裝置的工作情況，整個工作過程賞心悅目。對于伺服驅動這一變革，主辦方的展品名錄都還沒有作出反應，因而無法確切統計有多少企業介入伺服驅動技術。從現場的展示情況可以確定無疑，伺服驅動技術已經被廣泛認可和應用。
那么伺服驅動的優點究竟在哪里呢？根據日本鍛壓機械工業協會前秘書長中原洋一先生在最近和中國鍛壓協會合作出版的《沖壓加工的變革－現代沖壓技術生產要點》一書的總結，伺服壓力機的出現是為了相應如下幾個方面的變化：加工的原材料多樣化、加工工序多樣化、模具構造多樣化、產品小批量和多樣化、用戶個性化加工系統興起。這些要求轉化為技術的要求就是：盡可能加快滑塊與零部件非接觸的運動時間，即縮短非壓力作用時間，同時延長壓力作用時間，即放緩滑塊和材料接觸的速度，并在下死點保壓一段時間，以達到減少材料應力，防止變形回彈、延長模具壽命的目的。此外壓力機還要保持足夠的打擊能量，能與數控系統結合起來，方便設置加工程序。這些是傳統的壓力機不能滿足的，因為傳統壓力機只要求機身有足夠的鋼性，滑塊長時間地精確地往復運動，對模具之間的材料施加壓力就可以了，它的工作曲線是固定的，行程和速度不可調節，完全沒有考慮柔性生產的概念。
伺服壓力機的出現則很好地滿足了上述需求，它將傳統壓力機上的飛輪、離合器、剎車部分置換為伺服電機直接驅動，可根據不同的生產需要設定不同的行程長度和速度。它最為神奇的是即使滑塊速度很慢，滑塊的打擊能量和扭距依然能保持不變，這個特點，使得滑塊可以在包括下死點在內的任何地方停止、保壓，尤其和材料“軟接觸”和下死點停留，極大地緩和了材料內應力，配合伺服壓力機標配的線性光柵尺，最終能生產出類似精沖效果的高質量零部件，精度最高可達到微米級，可防止毛刺和撕裂等故障出現，節省去毛刺、點焊、模內攻絲等后續工序；模具受沖擊小，使用壽命延長；此外，伺服壓機還有噪音低、維護簡單、節能等優點。和同等的傳統機械壓力機相比，有專家實證研究過，300噸的伺服壓機和同噸位機械壓力機在75％的公稱力下持續運行，其者要節省3－4成的電能。
自2006年以來，中國鍛壓協會沖壓委員會一直在不易余地地向業內企業推介伺服驅動的概念，一些零部件企業采用之后，生產效率得到了10％－30％的提升。目前設備領域，由于這樣技術的高難度，只有少數企業生產出了樣機，還沒有形成批量的生產，這使得目前伺服壓力的價格也是居高不下。我們衷心希望國內沖壓和鈑金設備生產商能夠抓住這一波方興未艾的技術潮流，研發出性價比優異的設備和輔助設備。
3． 機器人和自動化設備種類繁多
這回展覽會共有FANUC、KUKA、MOTORMAN、REIS四大機器人巨頭和其他30余家自產或者改造機器人的廠家SCHULER、TRUMPF、AMADA、FAGOR、DARLEY、GUEDEL、NORDA、PRIMA、STROTHMANN、BILSING等展示焊接、傳輸、激光切割、碼垛、噴涂等作用的機器人，其中幾個巨頭展示了幾臺新出的7軸結構的機器人，和人的手臂的功能更為接近，完成的動作更加復雜，讓人眼花繚亂。這些機器人外觀漂亮、動作靈活、定位準確，具有很高的生產效率和重復穩定性。FANUC和KUKA展出了幾個大型機器人，舉起幾十公斤的鋼錠在空中揮舞，象輕盈的黃鶴在翩翩起舞，力與美得到了完美的結合。
   另外這回大開眼界是，看到數百種各種結構的自動化開卷、縱橫剪、送料、矯平、潤滑、抓取、拆/堆垛、檢測、立體倉庫等周邊設備。以開卷和送料設備為例，我們在現場就看到十幾種結構幾十規格之多，細分得非常具體，可以滿足不同厚度、寬度和不同材質的板材和不同的生產速度。
這些設備的基本原理和構造大同小異，應該說不會什么驚天動地的大突破，各家制造商在細微之處的改造和優化一直沒有停止，不斷推陳出新，因而看起來都獨具特色，乍一看，都覺得兩個看起來截然不同的機器居然是完成同一個功能。一家名叫DREHER的公司生產的自動化設備能夠同時滿足鍛造和沖壓兩個不同行業的需要，比較難得。去實際地測試是不可能的，但是就展品的外觀、內部電子元件的排列、機器部分加工的精度來看，水平確實很高。周邊自動化設備多是非標的，價格甚至比配套的主機還貴，產品附加值也是相當的高。德國一家展商ARKU生產的矯平機單機就高達500萬人民幣，是國內同類產品幾十倍的價格，真是讓人感慨，這才是我們的制造業要奮斗的方向。
自動化程度高，不僅節省人力，減少工傷事故，同時也是穩定、高效生產的保證。連續自動化沖壓生產線在歐美日汽車企業應用非常廣泛，而中國還很少。自動化生產，并不是簡單的裝上送料裝置這么簡單，而是包含從原材料自動送進設備到產品自動流出的整個過程，需要整合模具、材料、壓力機、安全性、意外情況處理、廢料處理、批量、交貨期、精度等各種因素，真正有效地運用起來并穩定順利地生產，需要很多的磨人的工作去做。
過去幾年隨著中國人力成本提高和產品工序的復雜化，簡單的自動化生產線的應用在增加，對更加復雜的自動化需求業也會越來越多。生產自動化設備的企業層出不窮，但是普遍的情況是產品的檔次還不高，應用比較簡單。通過溝通，我們了解到一些歐洲自動化設備生產商由于本土的加工成本太高，停止了生產工廠，只保留了設計、銷售和服務部門，僅提供部分圖紙和技術指導，產品散包給中國、臺灣、土耳其這樣的新興工業國家和地區的同行生產，然后裝上關鍵部件貼自己的牌子銷售。這對國內企業而言，應該是一個提高的捷徑。
4． 展品種類豐富，專業性強
EuroBLECH展覽會的展品范圍按照原材料及零部件、搬運技術、分離技術、管/型材加工、薄鈑柔性加工技術、成形技術、機床零部件、連接緊固技術、模具、板材表面處理技術、工藝控制、安全環保、工廠倉儲設備、數據處理（軟硬件）、服務信息和交流共15大類290個的子類，可見分工之細，幾乎每個展品子類都有展示，有不同的公司供選擇，在液壓機、激光、機器人、折彎機、剪板機、轉塔沖床、輥壓成形等類別有30－60家展商可供選擇。
本次參展的企業主要是中小型家族型企業，長期專注在某些特定的領域，將各自產品琢磨得很精致，除了基本的性能之外，非常注重外觀、安全性和易操作性，在工業設計方面應該下了很多功夫，即使外行看了也會舒服，另外樣本的技術參數也非常詳細，如快速換模企業Hilma的技術參數有一百多頁，沒有積累絕對是做不出來的。
我們這回特地留心了一下，制造各種壓力機的企業有上百家之多，很多從來沒有聽說過，但是一看簡介起碼是四十年以上的歷史，大部分是偏安一隅的區域性企業，在中國從來沒有銷售。從交談中可以感受到，一方面他們似乎都來自發展中國家的同類產品不屑一顧，一方面又似乎警惕越來越多的發展中國家的展品，沒事就轉過去上上下下地打量。
現場還看到很多結構復雜的零部件，原以為工序會很復雜，其實不然，因為這些零部件是用專業的設備做出來的。例如現場有荷蘭一家名為WEMO的公司一臺長達十幾米的設備，有矯平輥、連續模、折彎模、自動傳輸機械手、夾鉗、甚至XY定位的移動沖頭、鉚接裝置，遠看不知道是干什么的，上前才知道這是一個全自動的柔性沖壓生產線，卷料自動上去經過一系列的沖孔、折彎、翻轉、鉚接等工序，經過幾秒鐘，變魔術一樣在終端吐出各種立體的鈑金殼體，效率高達每分鐘7－8件，這是用折彎機、剪板機和磚塔沖床組合生產是不可能達到的效率。類似生產線薩瓦尼尼和通快也都有生產。
類似的產品很多，例如目前流行的內高壓成形、高強鋼熱成形、多工位壓力機、無模成形、輥壓成形、試模壓力機、軟件模擬、管子成形等，要是帶著特定的需求前來參觀，一定會有很多收獲。
結束語
這次展覽會中國的展商來了不少，包括大陸的濟南二機床、揚力、亞威等20幾家企業和臺灣有臺勵福、senfung等23家企業，其他類似金豐、金方圓、東莞金崢也有展品由其代理商參展。濟南二機床已經展出了好幾屆，從幾個標攤到100多平米的精裝修攤位，布局、宣傳樣本和接待方式已經完全國際化，顯示這家龍頭企業拓展國際市場的雄心。揚力此前一定進行了準備的充分，現場展示幾臺設備具有很高的水平。
來自中國大陸的觀眾很多，在展館的幾天，我們一直能看到三五成群的中國人，仔細地研究各種展品，并和老外熱烈的交流，從這個側面也看出中國沖壓鈑金零部件企業已經開始向高端市場大力邁進。舒勒、蒂森克虜伯、BRUDERER、法格等知名展商在各自的樣本和新聞通訊里，對中國市場表示了積極的預期，認為中國是高端產品的一塊處女地，在BRIC金磚四國中，中國的需求增長最為明顯。 另外來自土耳其、伊朗、俄羅斯、波蘭、印度做剪板機、折彎機的展商也看到很多，他們將是中國企業在同一層次的對手，尤其是東歐企業在吸取西歐的先進技術、以及銷售和售后服務上有比較大優勢。
盡管經濟蕭條的愁云在天空彌漫，展覽會現場的訂單還是達到了創記錄的新高度。通快公司在會后的新聞稿中聲稱，在五天的時間里，共銷售出190臺設備，訂單高達6000萬歐元，超過了2006年全球經濟熱火朝天時的訂單。看來做精、做強是抵御寒冬最佳利器。
總體感覺中國的設備企業過去幾年發展很快，量的擴張很快，但是產品還是模仿吸收階段，還沒有推出真正屬于自己的東西，因而還有很長的路要走。現場看到會田、天田和馬扎克三家企業動輒上千平米的展示面積，裝修豪華，展示的機器非常先進，風頭絲毫不讓通快、百超、BRUDERER、FEINTOOL這樣的頂尖歐洲企業。他們的展位人頭涌動，現場的工作人員主要是歐洲的白種人，看不到多少日本人，幾乎想像不出這是總部在日本的企業，真希望有一天這樣的情形能在中國的企業身上發生。
當然，作為金屬成形零部件行業的協會，我們更關注的是如何幫助我們的零部件企業如何把產品做得更好，如何獲得更好的附加值，在制造的產業鏈中獲得更大的話語權。我們的零部件企業在這次經濟危機中承載了巨大的壓力，大量的訂單流失。就其原因，其中一條，即我們的零部件企業即使加工能力很強，也只是做到了按照圖紙能制作出來而已，獨立開發設計的能力還很弱，所以輕易就被替換或者淘汰掉。而在主機廠面臨是能源、降價等各種壓力的時候，尤其需要有研發能力的零部件供應商來一起分擔壓力，這些需要來自上游的設備、模具、自動化等精通制造和工藝的供應商的通力合作。
有鑒于此，中國鍛壓協會將不遺余力地引進發達工業國家的展商，前往協會舉辦的中國國際金屬成形展覽會和會議上（MetalForm China）推介新產品和新技術，讓更多國內的零部件和設備生產商從中獲益。本次參展之后，我們已經和一些新的企業達成合作的初步意向，我們還將繼續努力。也歡迎更加企業和專業人士多多參加我們的行業活動，共同振興和提升中國的金屬成形行業而不懈奮斗！
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