中国钣金与制作行业主要共性技术发展回顾与展望

文/张金·中国锻压协会

本文收集整理了2018年以来的资料和行业需求，一些内容或项目可能已经过时，也许有一些已经得到解决，列于此处，便于行业企业借鉴参考和了解技术发展脉络。

钣金制作

⑴小批量、多品种和多批次订单的“离散型”生产管理和设备配置，特别是设备配置、布局和操作管理，包含局部“智慧化—自适应系统”等的研究与开发。

⑵折弯技术数据，包括材料、板厚、折弯角度和折弯刀具等技术参数以及相互匹配关系，特别是如何就已有的成千上万的老式折弯机进行现代化技术改造。

⑶如何提升钣金制作企业的服务价值，发展服务制造，参与产品设计，“精心制作+售后服务（产品改进）”，这种理念如何能在行业内形成共识并加以推广尤为重要；钣金制作行业更需要“创意+产品功能实现+制造工艺链成本最低化”。

⑷大批量钣金件“结构性标准化”工作应该开展，比如机箱机柜的固定件、挂件尺寸、线架尺寸、地脚轮以及板厚等应该统一标准，有利于规范市场竞争，节约企业和社会成本。

⑸金属板材回弹数据库技术，主要包括：

——材料的回弹机理与模型；

——部分材料的回弹数据；

——材料回弹特征与机床特征的关联模型研究；

——基于回弹原理和部分数据库的智能补偿技术研究与应用；

——折弯机角度智能补偿技术；

——折边机智能补偿技术。

⑹金属板材切割、焊接智能数据库研究，主要包括：

——不同变量的切割/焊接参数最优化数据库测试与建立；

——基于数据库和遗传算法的不同条件最优参数设置求解模型研究；

——激光切割、焊接智能数据库。

⑺钣金车间多设备的生产执行系统MES研究，主要包括：

——装备工艺模型研究；

——动态生产调度软件研发；

——上下游协同软件接口软件开发；

——智能钣金加工车间MES系统。

锻造、冲压和钣金制作设备及工模具

⑴数字化样机技术，主要包括：

——虚拟仿真技术的应用研究；

——机电耦合技术研究与应用；

——虚拟调试技术研究与应用；

——虚拟动态技术研究与应用；

——高可靠性装备开发。

⑵基于开放式数控系统平台的产品控制技术，主要包括：

——控制系统后置研究与应用开发；

——产品工艺子程序开发；

——产品工艺数据库及控制（算法）模型开发；

——人机界面HMI开发；

——装备数控系统开发。

⑶基于2D/3D图形的智能折弯程序CAM技术，主要包括：

——折边CAM开发的工艺需求模型研究；

——多工艺模式下的无干涉求解规则研究；

——CAM开发与迭代；

——多边折边机CAM。

⑷高动态伺服直驱技术，主要包括：

——变速工况的运动特征点研究；

——低速大扭矩直驱电机的协同研发；

——大推力直线电机的协同研发及驱动应用研究；

——高调速比弱磁调速技术的研究与应用；

——转塔冲床伺服冲头电机；

——激光切割驱动电机。

⑸高动态横梁技术，主要包括：

——多体动力学仿真与优化；

——铝合金及碳纤维、石墨等材料的复合设计与应用；

——机电一体化仿真设计与优化；

——抑振技术的应用研究；

——激光切割机高速横梁；

——转塔冲床横梁。

⑹基于动态流的多通道图形路径分解CAM技术，主要包括：

——基于工件连续送进的多切割头的加工路径分解；

——效率最大化求解研究与优化；

——协同加工循环轨迹优化求解；

——多头激光落料线CAM。

⑺基于2D/3D图形的折弯机、机器人加工程序自动生成的编程软件，主要包括：

——基于2D/3D图形的机器人折弯加工程序生成的接口软件研究；

——基于图形导入的折弯机、机器人协同加工程序生成的接口软件研究；

——折弯机器人加工系统。

⑻成形装备可靠性技术，主要包括：

——故障模型及设计、质量管控技术研究；

——设计DFEMA、制造PFEMA等方法开展与研究；

——多种仿真软件的应用；

——可靠性技术。

⑼成形装备健康保障技术，主要包括：

——故障及信息采集研究；

——大数据信息物理模型研究；

——监控模型的边缘计算；

——数据镜像技术研发；

——健康保障技术。

锻造、冲压和钣金制作通用

⑴材料精准本构模型开发研究。

建立材料温度—应力—应变数据库和材料润滑剂摩擦系数数据库，提高CAE仿真的准确度，推动基础工艺进步。

根据不同材料牌号、锻件尺寸结构和材料成分偏析性能等，建立锻件材料数据库。以锻件材料及尺寸等级进行分类，完善材料基础数据、工艺参数和设备信息，为全行业工艺技术人员开发新产品、突破材料成形极限、优化工艺路线、大幅度提升工艺水平，为配套领域实现轻量化、节能环保创造必要条件。金属塑性成形工艺模拟技术；金属材料不同温度下的应力应变数值。

⑵高动态伺服直驱技术与伺服功能部件。

应用于电子电器、汽车、造船、飞机制造以及其他所有需要板材成形的机械制造业是锻压装备重要发展部件。

未来锻压设备伺服化是一个重要的趋势，也是实现自动化、数字化和信息化的重要支撑技术。

⑶锻压自动化生产线实时数据采集系统。

如何采集和分析锻压自动线的各种重要参数，以及通过参数变化来判断生产线的稳定情况和零部件的尺寸与形位偏差情况，这个系统首要的是建立一整套的逻辑关系，同时需要完美的“传感器”等硬件。

⑷基于多列库的柔性板材加工生产系统研究，主要包括：

——生产数据系统研究；

——基于多设备、集中物流的协同控制系统研究；

——并行柔性生产管控系统研究；

——数字孪生技术研究；

——板材柔性加工系统。

⑸高强钢模具加热、冷却和冲压件热处理机理，主要包括：

——模具加热温度及其检测与控制；

——模具表面处理技术、涂渗材料、厚度与工艺；

——高强钢加热温度、冷却速度等的热处理参数。

⑹管内壁堆焊与加工技术，主要包括：

——堆焊方式与加工，特别是细管；

——材料匹配；

——涂渗工艺。