AP&T伺服液压机可实现快速、稳定、节能工艺,为硼钢热成形生产效率的提升开创了全新机遇
AP&T:专注热成形技术创新,引领汽车产业新时代
汽车工业一直致力于通过采取各种减轻重量的措施来降低新生产车辆的燃油及电能消耗和对气候的影响。新材料、新设计、新工艺和新制造方法使为汽车行业生产更安全、更轻、更节能的产品创造了机遇。热成形技术的应用是提升汽车轻量化、安全性能的重要途径之一,也是在双碳目标下,汽车结构部件低碳化和低成本的最重要的方案之一。作为热成形零部件产线的全球知名供应商,AP&T在促进整个汽车行业的发展过程中扮演着重要角色,也将为汽车零部件的设计与制造提供越来越多的可能性。汽车材料网就汽车行业发展现状及AP&T热成形创新技术及发展规划等内容进行了专访,访谈内容如下:
一、高度贴合工艺要求核心优势突出
自上世纪80年代以来,AP&T一直致力于向金属板材成形企业提供生产线。自进入热成形领域以来,AP&T持续不断地发展和完善,客户来自全球著名汽车制造商和供应商。
AP&T从上世纪90年代开始进行硼钢热成形工艺和生产线解决方案的研发。
2002年,AP&T 为福特野马提供液压机和自动化生产线用于防撞杆热成形零件的生产。
2004年,AP&T达成了首个重要的热成形交易,为本特勒集团在美国提供了三条生产线。次年,本特勒为中国长春的工厂订购了另一条生产线,也是中国的首套热成形生产线,至今仍保持高效运行。
2006年,世界第三大钢板制造商宝钢与 AP&T 开始交流热成形工艺和设备,为AP&T在中国市场的持续成功奠定了基础。随后,宝钢从 AP&T 订购了多条热成形生产线。
2008年,菲亚特为意大利卡西诺工厂从 AP&T 订购了五条完整的生产线,这是一次重大突破!
2012年年底,AP&T与长城汽车达成协议,为长城汽车提供热成形生产线,同时在合同中包括了热成形模具以及水冷机组、制氮机等辅助配套设备。这是中国首家主机厂对热成形设备进行投资。
2012年到2016年期间,屹丰集团从AP&T共订购了16条热成形生产线,是AP&T热成形方面最大的客户。
2018年春季,AP&T 第100条热成形生产线成功在波兰南部的MA Polska工厂安装。
2022年AP&T 达成了第150条热成形生产线订单,客户是中国最大汽车制造商之一——上汽集团子公司:柳州赛克。目前该项目正在用户现场安装调试,预计2023年9月可投入量产。
2022年年底,AP&T为新顿科技交付了中国第一条铝热成形生产线。
作为汽车行业热成形设备的全球领头羊,AP&T对热成形工艺的长期研发以及为用户交付大量热成形生产线和热成形模具在实际生产应用过程中积累了深厚的工艺专业知识。所有与成形相关的专业知识都在公司内部,生产线(压力机、自动化、加热炉)设计与工艺要求密切相关联、设备与模具和工装的接口匹配度高。关于热成形,AP&T最突出的核心优势是提供的解决方案可以高度贴合工艺流程要求。因此,AP&T可以为用户提供稳定、高效、高性价比的解决方案。
需要指出的是,AP&T也非常注重交付后用户的使用体验,AP&T在中国的服务和备件团队经验丰富,为客户提供全生命周期的售后服务。
二、不断完善发展开创热成形技术新高度
高强钢热成形技术开创效率提升新机遇
钢板的热成形技术是AP&T的核心领域之一,AP&T伺服液压机可实现快速、稳定、节能工艺,为硼钢热成形生产效率的提升开创了全新机遇。它结合了世界上两种最佳的压力机的优点,即液压机稳定的高压力及伺服机械压力机高能效和卓越的速度控制能力。AP&T伺服液压机是用伺服电机代替控制阀,速度、位置和力由泵、马达和驱动器控制:⑴ 压力精度和速度精度高、其加速力和减速力比传统液压机高出250%,极大提高生产能力;⑵ 对滑块平行度进行主动控制,减少能耗(与传统液压机比每个冲程可以有效减少40%~72%的能耗),提高设备综合OEE等;⑶ 除了有效利用能源,该伺服液压机还具有多项环保优势,例如该产品的噪音非常低,且对液压油的需求量远远少于传统液压机;⑷ 伺服液压机的维修率比传统液压机低30%,为了实现最大化可用性并减少意外故障的发生,AP&T提供包括性能监控、升级、优化和故障预防在内的全套解决方案。
针对带铝硅涂层的硼钢热成形零部件的生产,AP&T推荐用户选用多层箱式加热炉的解决方案。多层箱式加热炉具有如下优势:⑴ 占地面积小,常规热成形零件的箱式炉生产线占地空间比辊底式加热炉生产线节约50%,如果用于门环等超大零件的生产线占地面积节约更多;⑵ 节约运行成本,多层箱式炉对比辊底炉更少的耗材和备件;⑶料片定位精度高,箱式炉生产时料片在任何时候都处在可控状态,大幅减少由于出料位置变化造成的废料;⑷ 设备可用性高,如果多层箱式加热炉的一个炉膛或单台加热炉出现问题,可以通过控制系统对出问题的炉膛或单台加热炉进行屏蔽,生产可以在生产节拍增加的情况下进行进行。
为了提高热成形的生产效率,AP&T提供LOGOS压机和机械手同步系统,可以最大幅度的增加压力机和自动化动作的重叠时间,从而得到最短的生产节拍。在西门子SIMOTION控制系统中使用“虚拟凸轮”的功能,系统能自动计算所有连接轴的运动曲线以获得高性能,压机和多工位机械手进出压机的运动跟遵循一个0度到360度的虚拟轴,所有连接轴的位置与速度都是同步的以达到优化的动作,所有的轴包括压机都是同一个速度控制。
高强度铝热成形技术助力汽车轻量化效果升级
铝热成形是汽车轻量化的有效工艺路径之一,与硼钢热成形相比较可以得到更佳的减重效果。铝热成形是将6系或7系的铝板加热到固溶化温度并保温一段时间后出炉,进入水冷模具成形并冷却,然后需要进行一次人工时效,并且在整车喷漆烘烤结束后才完成铝材的热处理工艺。但是铝热成形存有一些工艺难点,比较突出的如下:⑴ 铝材固溶化温度到液化温度的窗口非常窄;⑵ 铝板在固溶化状态与模具钢的亲和性非常强,因此成形时零件划伤严重;⑶ 比较复杂的铝热零件难于成形。
AP&T 可为用户提供对应的完整解决方案:⑴ 喷气式多层箱式加热炉,温度控制精度≤±2.5℃,保证加热过程铝材保持在固溶化状态;⑵ 经过几千次测试,得到了模具表面热处理工艺与润滑剂的最佳匹配,有效避免在成形时的零件划伤;⑶ 可提供控制更精确、更节能的伺服液压机,帮助复杂零件提高成形性。
复合材料成形技术带来更多选则
AP&T也在投入大量资源开发用于成形其他材料例如复合材料和材料组合的生产解决方案。瑞典Rise公司,位于瑞典皮特欧的创新测试基地,选用了AP&T伺服液压机,用于新复合材料的成形研发。AP&T伺服液压机提供了极大的柔性,这也是在测试许多不同材料和应用领域极为重要的;并且能耗低。不仅能够改变、控制和监控整个成形过程,还具备高精度。为测试、研发和演示可持续复合材料,技术改进和生产工艺提供了新机遇。
AP&T伺服液压机为RISE公司在瑞典皮特欧投建的可持续复合材料测试基地的核心设备
RISE | AP&T (aptgroup.com.cn)
三、新能源汽车创新解决方案需求不断增长
当前新能源成为汽车产业发展的主流和趋势,在新能源汽车领域,AP&T有哪些创新解决方案和应用案例?
软区零件在传统燃油车上已经开始应用。而当前新能源汽车对于软区零件有了更高的要求,尤其是针对电池包的防护区域,大多主机厂的软区零件设计是软区区域比较狭窄,并且过渡区域宽度有比较严格的要求。对于这种零件,采用传统工艺进行生产,零件成本比较高并且零件质量不稳定。AP&T针对软区零件可提供TemperBox®解决方案,有效满足这种零件的生产需要,帮助用户生产性价比高并且质量高的软区零件。
客户案例:AP&T与吉地亚(GEDIA)联手打造了世界上极为先进的汽车零部件热成形生产线。AP&T最新的热成形生产解决方案,使汽车制造商的设计得以实现更轻、更安全、更柔性、成本更低、更节能。该解决方案包括AP&T独特的伺服液压机,它的能耗比传统液压机低70%;以及TemperBox®,能够使软区和硬区结合在同一个零件中。2019年秋,第一条包含这两项创新技术的批量生产线在德国吉地亚投入运营。之后,吉地亚在西班牙和美国工厂也安装了相同的设备。
世界先进的汽车零部件热成形生产线
吉地亚| AP&T (aptgroup.com.cn)
在新能源汽车领域,AP&T的另一个重要解决方案是铝热成形。铝的密度大约是钢材密度的34%,轻量化很突出,耐腐蚀性以及热传导性能也很优异,是可以替代钢铁材料的轻量化材料。通常6系铝合金抗拉强度可以达到350 MPa 以上,而7系的能够达到500 MPa以上,达到中等高强钢级别,可以解决汽车常用铝合金强度低的问题,但是其室温下塑性差、成形后回弹大,为了克服这类铝合金产品生产过程中成形性差、回弹大等方面问题,在应用上就需要采用热冲压成形结合热处理工艺技术。其中AP&T参与开发的高强铝合金热成形因低成本、低投资、高效益等优势成为当前应用最广、关注最多的关键技术。
在欧洲、中国和北美的主要汽车产区,人们对汽车轻量化(尤其是电动汽车)热成形的应用兴趣正在迅速增长,这创造了对大批量铝热成形新生产线的需求。
客户案例:美国电动汽车制造商Lucid Motors在2021推出的Lucid Air车型中使用了多种由热成形高强度铝板制成的独特轻量化部件。AP&T参与了合作设计、制造以及对其进行工业化生产。Lucid选择AP&T新技术来制造轻量化碰撞关键冲压件,如门环、B柱加强件和电池包保护零部件。
图片Lucid选择AP&T新技术来制造轻量化碰撞关键冲压件,如门环、B柱加强件和电池包保护零部件
美国电动汽车制造商Lucid Motors | AP&T (aptgroup.com.cn)
总结
当前,AP&T业务已遍及全球,不仅为硼钢热成形客户提供解决方案,在内高压成形、研配压力机、多工位自动化、铝热成形、板式换热器等方面也都有取得了重要的进展。随着双碳战略的提出,汽车制造商更加注重环保意识的提升和对可持续发展的需求,在轻量化、高安全性、节能等方面提出了更高的要求,AP&T也将专注于给客户提供符合减重、高安全性、节能等要求的生产系统,助力汽车行业可持续发展新时代。
专家介绍:
王建琪 AP&T 中国区销售经理
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1993年毕业于东北重型机械学院,锻压工艺和设备专业,研究生学历;自2001年开始从事AP&T产品(含NORDA品牌)在中国市场的推广和销售工作,熟悉生产工艺和设备,帮助多家中国汽车主机厂和零部件企业采用性价比突出的解决方案。
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