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数控机床产业如何发展低碳制造?

2011-01-18来源:压铸网
核心摘要:  数控机床当前发展趋向是高速、高精度、复合加工和多轴联动等。然而,这一仅着眼于技术性能提升的发展趋势远远不能满足当前科

  数控机床当前发展趋向是高速、高精度、复合加工和多轴联动等。然而,这一仅着眼于技术性能提升的发展趋势远远不能满足当前科技潮流的要求,作为制造业的重要工具,机床研发还将考虑机床与环境和使用者关系的和谐。高性能、绿色化、智能化的集成和融合才能开创面向未来的高性能数控机床的新局面。

  过去的10年,全球领先的机床制造商都致力于数控机床技术性能的提高,不断相互超越,推出令人眼花缭乱的新产品。例如复合加工机床、并联运动机床、倒置式加工机床、超精密机床等。可以预测,在未来的10年里,机床制造商和研发机构将在机床与环境和人的关系领域争夺制高点,形成“超脱”竞争对手的新产品,例如智能机床、网络机床、绿色机床等以适应产业转型升级和发展低碳经济的需要。

  机床是机械制造工业中广泛使用的装备,是一种用能产品(En鄄ergyUsingProduct,即EuP)。它的设计、制造、使用和回收将受到有关法规和标准的制约。2008年10月欧盟委员会向欧洲议会提交了《用能产品生态设计指南》2009~2011年的工作计划,将机床产品列为十大用能产品之一。由德国弗朗霍夫应用研究促进会的微系统装配和包装研究所以及生产装备与设计技术研究所开展“机床生态设计预研”项目,预计将在2012年出台相关法规或指令,对机床的能耗加以限制,这必将对我国机床产品出口造成新的“绿色壁垒”。

  节能减排是21世纪工业生产的时代使命,也是我国经济可持续发展的需要。我国是世界机床生产大国和消费大国,机床的拥有量大约700万台。如果每天每台节约1kWh,全年将有可能节约电能20亿kWh以上。

  那么,现阶段如何实现低碳机床呢?

  我国大多数机床型号陈旧、役龄较长,年久失修。首先,应该对服役5年以上的机床进行空运转功率测量,对运转效率低下和高能耗的机床进行检修或淘汰。

  其次,由于机床的生产效率主要由高性能刀具来体现,因此采用先进的刀具和合理的切削参数,减少切除单位体积切屑所需的能耗,或者提高单位能耗所创造的价值。

  再其次,则是借助编程软件对数控程序进行优化,使刀具轨迹尽量处于连续运动状态,减少运动方向和速度的突然变化,以降低驱动电动机的能耗。

  再次,对机床进行能源管理,采用低能耗高效率的液压、气动、润滑和切削液等辅助装置,减少非切削过程的能源消耗,及时关闭不使用的辅助装置的电源。

  最后,还应注意的是切削液是机床使用过程中不可缺少的辅助材料,也是主要的污染源。随着刀具涂层技术的进步,干切削将会逐步获得应用。当前,采用微量润滑技术(MQL)是推广绿色制造的首选方案。

  事实上,所谓绿色生态机床,其主要特点在于其部件特别是移动部件的轻量化设计。而轻量化设计又主要体现在以下四个方面:

  一是新结构,采用杆机构、焊接结构、箱中箱结构、台中台结构,通过轻量化和直接驱动减少驱动移动部件的电动机功率。二是借助计算机进行机床结构的优化和仿真,在保证机床刚度的前提下,降低铸件的壁厚和重量,但要获得一个高质量的薄壁铸件不是一件容易的事,许多材料和铸造工艺问题有待解决。三是新材料的应用,采用铝合金、碳素纤维、工程陶瓷等材料替代钢材和铸铁制造机床零部件。但其经济性、可靠性有待进一步评估。四是自适应控制,开发智能化机床时对机床的动态性能进行实时监控,当出现振动时,加以抑制或补偿。

  低碳经济涉及千家万户,不管是老百姓还是企业。如果我国5000多家机床制造厂家和数十万家机床使用厂家都加以重视,正所谓,今天一小步,明天将是我国制造业走向低碳经济的一大步。

  大产业 大影响 大变局 大作为

  模具业被称为“百业之母”,当前汽车、IT、航空、建材、展具、医疗、卫浴等诸多产业当中,80%以上的零部件都是由模具制造出来的。我国模具工业发展比较晚,一直没有形成产业规模,经过“十五”、“十一五”高速发展,现代模具产业在新型工业化道路上驶上了快车道,模具作为重要的制造装备行业在为各行各业服务的同时,也直接为高新技术产业服务,模具在制造业产品研发、创新和生产中所具有的独特的重要地位,使得模具制造能力和水平的高低也成为国家创新能力的重要标志。国际模具及五金塑胶产业供应商协会常务秘书长罗百辉表示,2010年是我国模具行业“十一五”发展规划的最后一年,也是“十二五”发展元年,经济逐步回升向好,模具作为制造产业转变增长方式,产业结构调整的关键支撑,无疑具有举足轻重的地位,国际模具及五金塑胶产业供应商协会选择在这个时机登陆中国,将肩负着沟通制造业上下游产业,共同促进制造业发展的重要任务。

  2009年我国塑料行业6000亿销售额,按1:100的带动,将有60个亿模具的支撑。有预测说2010年我国本土需求汽车零部件将高达1800亿元,为汽车工业零部件提供装备的模具行业也必将得到高速发展。与此同时,我国IT信息业已进入跨越式发展阶段,2009年我国手机、彩电、激光视盘机、笔记本电脑等主要产品增长均超过30%,信息产业仍将快速发展,我国的IT模具仍将是供不应求。另外,随着建筑、会展业的突飞猛进,新型建筑、建材、展览用品大量需求,异型材模具、塑料管路模具等也将实现快速发展。

  2010年上半年,我国装备制造产业总体呈现回升向好态势,产销呈现较快增长,经济效益明显恢复,进出口稳步回升,模具产业收入持续增长,产业逐步走上上升轨道。国际市场,由于工业发达国家努力降低工业生产成本及我国模具仍有竞争优势,因此外贸情况也比较好。据不完全统计,今年上半年我国模具总销售额比上年同期约增长15%左右。据海关统计,2010年1~6月模具进出口总量为19.93亿美元,同比增长4.18%。其中进口9.99亿美元,同比下降3.29%;出口9.94亿美元,同比增长12.92%。外贸逆差0.05亿美元,同比减少1.48亿美元,降幅达96.73%。

  罗百辉解析说,当前装备制造产业总体“回升向好”的原因,一方面是中国经济已经逐渐冲开了金融危机的阴霾;另一方面,则在于中央一系列宏观调控政策的落实,电子信息产业调整和振兴规划、“家电下乡”、“以旧换新”以及装备制造业、汽车工业调整和振兴规划的支持效果逐步实现,机械模具产品内需市场稳定扩大。而物联网、云计算、移动互联等新蓝海的出现,也为IT模具产业营造了广阔的市场。

  罗百辉指出,与往年不同的是,2010年跨国公司向中国的投资中,涉及研发和总部运营管理的投入日渐突出。今天中国作为全球研发中心崛起的趋势不容小觑,跨国公司在中国的研发投入正直逼美国。而同时,中国模具产业地域格局也发生了相应的变化,沿海地区作为模具制造业集中地的主力军的角色正在被淡化。2010年,在出现震惊全球的“多连跳”事件后,全球第一大代工厂富士康从深圳向中部河南、武汉等省份的迁移,充分折射出了模具制造业在中国的梯度转移趋势。

  这种趋势从去年惠普投资重庆、设立工厂等事件中就显现出来,并在今年进一步加剧——10月29日,联想集团与成都市政府签约,宣布在成都设立联想(西部)产业基地;10月15日,模拟和嵌入式处理半导体厂商德州仪器宣布在成都设立生产制造厂;在国家继续实施西部大开发政策、全球经济格局调整和产业转移的背景下,“西进”已经成为众多企业的共识。目前,英特尔、惠普、富士康、戴尔、摩托罗拉、西门子、阿尔卡特、微软等一大批IT巨头已经落户西部。在承接产业转移中,国际模具及五金塑胶产业供应商协会将成为沟通政府、辅助企业的大桥梁。

  在未来,可以预见的是,模具产业作为国民经济战略性、基础性和先导性支柱产业的地位将愈加凸显,在推进经济转型和社会进步方面起到更大的作用。10月18日,十七届五中全会在北京落下帷幕,会议审议通过了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》,确定把新一代信息技术、节能环保、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车七大产业作为十二五期间战略性新兴产业发展的重点方向,推进产业结构升级和经济发展方式转变,提升我国自主发展能力和国际竞争力,促进经济社会可持续发展。对于模具业而言,明智选择利用新型信息技术、电子商务、立体传媒、展会营销,推动和加速企业转型提档,将成为我们的历史使命。在这个大背景下,国际模具及五金塑胶产业供应商协会会刊《国际模具机械产业》、《国际五金塑胶产业》、国际模协网将拉开产业汇聚、区域协调、共谋发展的大幕。

(责任编辑:黎翠婷 )
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