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明说|内高压成形技术的应用难点在哪?

2023-11-28
摘要:我本人长期从事内高压成形技术研究和产业化应用工作,对这方面也有一定的了解,内高压成形技术的应用和普及不会是一蹴而就的,也会面临一些问题,它需要一个过程。那今天我就来简单聊下内高压成形技术应用会面临哪些困难?

  内高压成形技术是用管材作为坯料,通过对管腔内施加液体压力及在轴向施加负荷作用,使其在给定模具型腔内发生塑性变形,管壁与模具内表面贴合,从而得到所需形状零件的成形技术。

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  近年来由于节能减排的要求和新能源汽车的快速发展,汽车零部件正逐步全面轻量化,这为推进内高压成形技术在汽车零部件制造领域的应用,提供了广阔的空间。

  此前由于市场需求和技术本身发展原因,内高压成形技术在汽车零部件制造领域的应用,尤其是产业化的应用较少。但是如今的市场环境和技术发展水平已经不可同日而语。

  我本人长期从事内高压成形技术研究和产业化应用工作,对这方面也有一定的了解,内高压成形技术的应用和普及不会是一蹴而就的,也会面临一些问题,它需要一个过程。那今天我就来简单聊下内高压成形技术应用会面临哪些困难?

  首先是人员方面。内高压成形技术对技术人员的综合素质和经验要求很高,不仅要懂工艺、设备、材料、软件,还要把这些方面熟练整合起来融会贯通才行。一般的企业往往没有这么全面系统的团队,所以内高压成形技术研发和产业化应用对他们来说挑战比较大。

  第二个是模具。内高压成形模具需要综合考虑成本结构设计、耐磨性、润滑性以及它的寿命等方面。现在汽车厂家取消了模具费用补贴,第三方制造企业就需要充分考虑模具的成本问题,尽量把模具的设计和制造成本降低又达到内高压成形的要求,这是很考验模具设计功力的。比如小批量的产品采用什么样的模具?怎么去延长内高压成形模具的寿命?如果遇到复杂变截面局部特征和大变径比的产品,怎么设计才能减少模具数量和投入?还有模具的润滑性和表面处理怎么提升?这些都需要充分考虑到,这个我们后期可以专门来讲讲。

  第三个是设备方面。一副好的模具在成形时,不仅要有好的工艺路径,还要有适应它的设备,才能做出理想的产品出来。比如超薄壁管成型,当变形量比较大的时候容易瞬间拉薄,甚至破裂,如何解决这个问题?这时候不单从模具上去解决,同时设备上有一定的可量化、可操控性的功能,能将材料在模腔里成形前瞬间送到需要参与变形或减薄的这个地方,这就是自动化内高压设备所必须具备的必要条件之一。

  另外,局部减薄和局部特征表现比较特殊的地方,设备的压力、位移控制精度、介质的流速能不能达到要求,这也是智能化数字设备应该具备的条件,涉及到设备的结构、电液系统、软件程序等各个方面。

  目前数字化技术已在内高压成形技术方面得到应用,可以做到互联互通,可通过手机远程诊断、操作、监控等等,具体的我们后续也可以展开来讲。

  其实上面几点是相互联系、相辅相成的。有了技术过硬经验丰富的人员,才能设计生产出好的设备和模具;有了这个好的设备和模具,还要配上对设备精通、对材料工艺熟悉的人,这个产品才能够做到需要的这个设计的基础条件。

  人员、设备、模具串起来,形成一个完整的一个闭环,才能做出来好的产品,才有可能将技术落地,实现内高压成形技术的产业化应用。

  内高压成形技术在国内发展起步晚,目前其产业化应用迅速发展,在汽车、尤其是新能源汽车的发展前景有目共睹,在航空航天、军工等行业中的产业化应用也在逐步拓展。2009年,兴迪在汽车行业完成第一台内高压成形设备的交付,这也是国内第一台推向市场、走向产业化的内高压设备。此后十几年,我和团队一直致力于内高压成形技术的创新研发和生产实践,目前我们的产品已更新到第四代,最大输出压力已突破了500MPa,位移精度达0.08mm,在国内处于领先水平。

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  图片这是我带领团队研发的5000吨榫卯式内高压成形设备

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  图片这是我带领团队研发的3500吨内高压成形设备

  在产业化道路的探索上,我们已经在成套设备的应用上取得了一定成果,对于局部产线、全产线的设计都有技术和经验沉淀。我们的技术团队可以提供包括设备,模具、产品,方案,技术在内的集成解决方案,可全套交付、可分块交付,也可为客户提供陪产服务。

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  客户案例-汽车排气系统内高压成形工艺

  从兴迪十几年的经验来看,产业化实践和理论研究,也需要串起来,形成一个完整的闭环,才能推动内高压成形技术的产业化发展走得更深、更广、更快。

  总的来说,内高压技术的产业化应用中,前面提到的两个闭环至关重要,同时它们之间又互相促进、互为因果。它们各自的内循环,它们之间的外循环,都是要久久为功,驰而不息。

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标签: 内高压成形