工程机械再制造及其关键技术研究

◎王志飞

引言：再制造是指通过高端的工艺和技术手段，将废旧产品进行修复、改造或升级，使再制造产品达到或超过新产品所拥有的品质和性能，而所花费的成本只有新产品生产成本的50%，节能60%，节材70%，有效降低了污染排放，提高了能源使用率。再制造与简单的维修、翻新是不同的，再制造产品也不是“二手产品”。再制造是一个技术含量很高的产业，再制造的对象也必须是具有较高经济价值，并且在废旧后经过评估仍具有剩余价值的产品，例如家电、机床、汽车、机械等。

一、再制造工艺特点

再制造生产是对回收到的产品进行加工与再装配，使零部件能够重新投入使用的过程。再制造产品要比新产品生产耗能更少，成本更低，对环保有着显著的效果。在原来制造的基础上进行新的制造与提升，同时使得新制造出来的产品无论是性能还是质量都超过原来的产品。

二、工程机械再制造必要性

工业是我国制造业最重要的产业，在世界范围内也是举重若轻的，但工业产生的污染也是最大的。在中国成为制造大国的进程中，各类机械装备的产量和使用量也与日俱增。经过多年累积，目前我国正处于大量老旧机电、机械、设备等产品淘汰报废的高峰期。据统计，全国役龄10 年以上的传统旧机床超过60%，80%的在役工程机械超过保质期，每年报废的汽车、电脑、电视机、冰箱等达到数百万，有的甚至上千万，产生约8 亿吨的固体废物。这个数目是非常触目惊心的，如果能够通过循环经济再制造的形式将这些报废设备再循环利用起来，将产生非常可观的经济效益，对我国的能源利用和环境保护也至关重要。但是在某些领域内，我国再制造的技术手段还不够先进，或者行业内缺乏具有批量再制造实力的企业，抑或者没有形成规模的市场需求，导致很多老旧产品只能经过报废而废弃，这些都大大限制了我国再制造产业的发展。我国要走可持续发展的道路，势必要建立建强循环经济体系，加大再制造产业的投入，缓解经济发展与资源环境的冲突。

《中国制造2025》中明确指出：全面推行绿色制造，大力发展再制造产业，实施高端再制造、智能再制造、在役再制造，推进产品认定，促进再制造产业持续健康发展。再制造作为绿色制造的重要组成部分，是解决资源短缺和环境污染问题的有效途径之一。工程机械其经常运行在场景条件恶劣的情况下，因而不可避免地会发生不同程度地疲劳、磨耗和断裂失效的现象，每年因各种破坏而变成废品的工程机械数目十分庞大，针对工程机械的再制造技术将获得巨大的经济效益、资源环境效益与社会效益。

三、工程机械再制造关键技术分析

1.虚拟制造技术。

作为以模拟现实及相关预测为核心内容的仿真技术，VM 技术在开发过程中借助软件营造出虚拟环境，通过在虚拟环境中分析产品在整个模拟流程中不同环节所体现出的相关技术参数，并及时记录，与产品初始设计标准参数进行比对，依据分析结果对产品不足之处进行针对性的完善。

2.激光再制造技术。

激光再制造技术可用于激光再制造的前处理、成形修复和后处理环节。其中，核心环节是激光成形修复技术，如采用激光熔覆成形、激光快速成形以及激光焊接工艺来修复零件缺损部位。此外，激光切割和激光清洗技术可用于零件的拆解和前处理环节，激光冲击强化和激光抛光可用于零件修复件的后处理环节。

基于激光熔覆成形和激光快速成形的激光增材再制造技术，具有能运用稳定的熔池形成冶金结合、界面结合强度远高于镀膜和喷涂以及热输入量小于电弧堆焊的优势，可满足高强度零部件的再制造需求，是先进制造技术的重要前沿发展方向。针对部分大型装备、关键零部件的严苛修复需求，特种修复工艺、多能场激光再制造技术成为当前研究热点。

3.智能制造技术。

智能制造的涵盖范围变得十分广泛，主要分为机械设计加工智能化、产品生产调度管理智能化、机械产品智能装配等。这类技术成形后可直接借助相关设备对产品的工作原理论证至销售、使用维修等整个过程实现智能控制，推动行业关于智能系统在制造行业的调控与应用。

4.纳米制造技术。

纳米制造技术是以纳米技术为核心基础，促进微型机械制造发展的一种新型技术。纳米技术自开发以来一直在产品精细加工方面受到了众多研究人员的青睐。将纳米技术与机械制造技术相融合所得的纳米制造技术在细致加工方面体现出了重要的价值。

四、再制造技术注意事项

根据再制造的定义，再制造出的产品无论性能还是质量等方面都应不亚于原先的产品，故在产品出厂前，应进行产品的性能检测。以多路阀为例，依据《液压多路换向阀产品质量分类》JB/T53359-1998 和《 液压多路换向阀试验方法》JB/T8729-2013 等标准，在公司的型式试验台上进行试验。试验项目类别如表1 所示。

表1 型式试验检验项目及标准

其中换向机能试验要求：液压阀在2.5MPa 控制压力下，连续操作换向滑阀动作10 次以上试验各滑阀换向及复位情况。耐压试验要求：对各承压油口施加耐压试验压力。耐压试验压力为该油口最高工作压力的1.5 倍，缓慢递增至耐压试验压力时，保压5min，无外渗漏。密封性能要求液压换向阀在整个试验过程中无泄漏现象。在进行完上述试验后，对于不合格产品要求重新返工。

结束语：当今社会，发展循环经济已经成为了全球制造业的趋势，再制造是循环经济的重要形式。伴随着我国制造业的快速发展，再制造产业的潜力也越来越大。基于我国在制造业方面的天然优势，我国在再制造业方面也会逐渐赶超欧美、日本等发达国家和地区，不光成为制造大国，也会成为再制造大国。