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

張月忠 張玉亮 扈守萍

摘要：鑄造企業(yè)應(yīng)重視機械制造技術(shù)，將現(xiàn)代機械制造工藝與傳統(tǒng)鑄造技術(shù)融合在一起，在原有的基礎(chǔ)上進行升級改造，為順應(yīng)時代發(fā)展的要求而努力?；谝陨戏治觯覈鴳?yīng)該將研究先進制造技術(shù)作為核心目標，大力發(fā)展技術(shù)創(chuàng)新，充分發(fā)揮先進機械制造方法的優(yōu)勢。

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

1先進制造技術(shù)在鑄造企業(yè)中的應(yīng)用

1.1自動化鑄造設(shè)備的應(yīng)用

為了適應(yīng)不斷變化的市場環(huán)境，需要提高鑄件質(zhì)量要求，越來越多的企業(yè)開始認識到“用設(shè)備保證質(zhì)量”的觀點。在新廠建設(shè)和老廠改造中，傳統(tǒng)鑄造企業(yè)積極采用國內(nèi)外先進設(shè)備，引進了越來越多的先進生產(chǎn)線，制芯設(shè)備已由單機操作逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榘踩?、可靠、高效的自動制芯線。越來越多的鑄造工序由機器人完成，特別是熔煉、清洗等高強度工作交由自動化機器人完成，解放了大量勞動力，大大提高了生產(chǎn)效率和鑄造質(zhì)量。在智能鑄造中，可追溯代碼也被集成到智能生產(chǎn)線中。設(shè)備與工藝之間的溝通對于一些工業(yè)企業(yè)來說并不新鮮，但對于鑄造企業(yè)來說，這種溝通仍然可以提高鑄造水平。

1.2新型鑄造技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)鑄造工藝已經(jīng)難以滿足不斷變化的市場需求，尺寸精確、性能優(yōu)良、成本低廉成為基本要求。為適應(yīng)這些要求，越來越多新的鑄造技術(shù)被應(yīng)用，如金屬型鑄造、壓力鑄造、熔模鑄造、低壓鑄造、消失模鑄造、真空吸鑄等。這些新型鑄造工藝技術(shù)不僅改善了液體金屬充填鑄型及隨后的冷凝條件，還改變了鑄型的制造工藝或材料，具備傳統(tǒng)黑色金屬鑄造難以達到的優(yōu)點：①鑄件尺寸精確，表面粗糙度地，可以預(yù)設(shè)更小的加工余量，降低后續(xù)加工難度;②鑄件內(nèi)部質(zhì)量好，力學(xué)性能高，鑄件壁厚可以減薄;③減低金屬消耗和鑄件廢品率;④優(yōu)化鑄造工序，便于實現(xiàn)生產(chǎn)過程的機械化、自動化、信息化;⑤改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率。

1.3 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零件。孟憲寶、張文朝[5]認為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。

1.4計算機技術(shù)的應(yīng)用

隨著計算機應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，以及計算機模擬軟件等在工業(yè)領(lǐng)域的不斷擴展應(yīng)用，鑄造領(lǐng)域的研究和實際生產(chǎn)中也越來越多地開始應(yīng)用計算機技術(shù)，并且取得了重大經(jīng)濟效益。計算機輔助設(shè)計（CAD）是利用計算機幫助設(shè)計人員完成產(chǎn)品設(shè)計、計算、制圖、分析和信息存儲等;計算機輔助工程（CAE）是指利用計算機對工程或產(chǎn)品進行性能和安全可靠性分析，具體可以用來求解復(fù)雜工程、工藝設(shè)計或產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強度、剛度、屈服穩(wěn)定性等;而計算機輔助制造（CAM）是利用計算機控制機床和設(shè)備自動完成離散產(chǎn)品加工、裝配、檢測和包裝等制造過程。CAD、CAE、CAM在鑄造企業(yè)的應(yīng)用中往往不是單獨存在的，將三者相互結(jié)合使用，可以覆蓋了產(chǎn)品制圖、工藝編制、模具設(shè)計、機械加工、遠程控制以及數(shù)據(jù)管理等過程。即便是復(fù)雜的射芯過程現(xiàn)在也能用計算計算流體力學(xué)（CFD）來模擬，這些工具能夠顯著縮短鑄件形成概念到進行規(guī)模生產(chǎn)的時間。

2先進制造技術(shù)的發(fā)展方向

2.1自動化

自動化屬于一個相對概念，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動化的概念也不斷更新，在機械制造領(lǐng)域，自動化的研究重心主要體現(xiàn)在制造環(huán)境、柔性技術(shù)、制造單元、人機一體化、自動化系統(tǒng)以及集成技術(shù)等方面。例如，智能機器人是現(xiàn)代機械制造技術(shù)自動化的重要研究方向，其可以替代人工完成各種復(fù)雜的工作，真正實現(xiàn)操作零失誤，可以避免因人工失誤而導(dǎo)致的質(zhì)量問題。目前，我國在智能機器人研究方面處于世界領(lǐng)先地位，現(xiàn)代機械制造技術(shù)的自動化還在汽車制造、工業(yè)生產(chǎn)、礦產(chǎn)開發(fā)中獲得了廣泛應(yīng)用。

2.2綠色制造

生活質(zhì)量的提高，人們對生態(tài)環(huán)境的要求也越來越高。工業(yè)污染對環(huán)境產(chǎn)生的危害不容小覷，綠色制造則要求企業(yè)在機械制造過程中，重視對周圍環(huán)境的保護，加大對廢物、廢水、廢氣排放的管理力度，從而減少污染現(xiàn)象。當然，從宏觀的角度來看，綠色制造不能僅局限于制造環(huán)節(jié)中，在整個機械制造過程中，包括產(chǎn)品的研發(fā)分析、方案的設(shè)計、產(chǎn)品的運輸?shù)确矫?，都?yīng)該做到“綠色化”。除此以外，在機械生產(chǎn)原材料的選擇上，盡量實現(xiàn)廢物利用，既減少了資源的浪費，又實現(xiàn)了綠色化生產(chǎn)。企業(yè)應(yīng)重視創(chuàng)新，改善生產(chǎn)方式，盡量做到生產(chǎn)過程無污染。

結(jié)束語

我國工業(yè)發(fā)展速度快，其中現(xiàn)代機械制造技術(shù)是發(fā)展核心，只有不斷創(chuàng)新機械制造加工技術(shù)，才能更好地順應(yīng)時代發(fā)展，有效提高我國的硬實力。鑄造企業(yè)應(yīng)合理利用機械制造工技術(shù)的優(yōu)勢，重視創(chuàng)新，不斷完善傳統(tǒng)制造技術(shù)，有效提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量是關(guān)鍵。除此以外，積極響應(yīng)國家的號召，實現(xiàn)機械制造綠色化，貫徹落實可持續(xù)發(fā)展理念。

參考文獻：

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