先進制造技術在傳統鑄造企業中的應用

張月忠 張玉亮 扈守萍

摘要：鑄造企業應重視機械制造技術，將現代機械制造工藝與傳統鑄造技術融合在一起，在原有的基礎上進行升級改造，為順應時代發展的要求而努力。基于以上分析，我國應該將研究先進制造技術作為核心目標，大力發展技術創新，充分發揮先進機械制造方法的優勢。

關鍵詞：先進制造技術;傳統鑄造;企業

1先進制造技術在鑄造企業中的應用

1.1自動化鑄造設備的應用

為了適應不斷變化的市場環境，需要提高鑄件質量要求，越來越多的企業開始認識到“用設備保證質量”的觀點。在新廠建設和老廠改造中，傳統鑄造企業積極采用國內外先進設備，引進了越來越多的先進生產線，制芯設備已由單機操作逐步轉變為安全、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，大大提高了生產效率和鑄造質量。在智能鑄造中，可追溯代碼也被集成到智能生產線中。設備與工藝之間的溝通對于一些工業企業來說并不新鮮，但對于鑄造企業來說，這種溝通仍然可以提高鑄造水平。

1.2新型鑄造技術

隨著科學技術的發展，傳統鑄造工藝已經難以滿足不斷變化的市場需求，尺寸精確、性能優良、成本低廉成為基本要求。為適應這些要求，越來越多新的鑄造技術被應用，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，具備傳統黑色金屬鑄造難以達到的優點：①鑄件尺寸精確，表面粗糙度地，可以預設更小的加工余量，降低后續加工難度;②鑄件內部質量好，力學性能高，鑄件壁厚可以減薄;③減低金屬消耗和鑄件廢品率;④優化鑄造工序，便于實現生產過程的機械化、自動化、信息化;⑤改善勞動條件，提高勞動生產率。

1.3 3D打印技術與傳統鑄造相結合

3D打印機根據三維數模將塑料、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打印技術與傳統的“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，在制作難度大或無法加工材料時有著明顯的優勢。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，但在鑄造企業新產品開發中，3D打印砂芯再進行傳統澆鑄的工藝方法，可大幅度節約新產品開發周期，精度較高，并且節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計算機技術的應用

隨著計算機應用技術的不斷發展，以及計算機模擬軟件等在工業領域的不斷擴展應用，鑄造領域的研究和實際生產中也越來越多地開始應用計算機技術，并且取得了重大經濟效益。計算機輔助設計（CAD）是利用計算機幫助設計人員完成產品設計、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品進行性能和安全可靠性分析，具體可以用來求解復雜工程、工藝設計或產品結構強度、剛度、屈服穩定性等;而計算機輔助制造（CAM）是利用計算機控制機床和設備自動完成離散產品加工、裝配、檢測和包裝等制造過程。CAD、CAE、CAM在鑄造企業的應用中往往不是單獨存在的，將三者相互結合使用，可以覆蓋了產品制圖、工藝編制、模具設計、機械加工、遠程控制以及數據管理等過程。即便是復雜的射芯過程現在也能用計算計算流體力學（CFD）來模擬，這些工具能夠顯著縮短鑄件形成概念到進行規模生產的時間。

2先進制造技術的發展方向

2.1自動化

自動化屬于一個相對概念，隨著科學技術的發展，自動化的概念也不斷更新，在機械制造領域，自動化的研究重心主要體現在制造環境、柔性技術、制造單元、人機一體化、自動化系統以及集成技術等方面。例如，智能機器人是現代機械制造技術自動化的重要研究方向，其可以替代人工完成各種復雜的工作，真正實現操作零失誤，可以避免因人工失誤而導致的質量問題。目前，我國在智能機器人研究方面處于世界領先地位，現代機械制造技術的自動化還在汽車制造、工業生產、礦產開發中獲得了廣泛應用。

2.2綠色制造

生活質量的提高，人們對生態環境的要求也越來越高。工業污染對環境產生的危害不容小覷，綠色制造則要求企業在機械制造過程中，重視對周圍環境的保護，加大對廢物、廢水、廢氣排放的管理力度，從而減少污染現象。當然，從宏觀的角度來看，綠色制造不能僅局限于制造環節中，在整個機械制造過程中，包括產品的研發分析、方案的設計、產品的運輸等方面，都應該做到“綠色化”。除此以外，在機械生產原材料的選擇上，盡量實現廢物利用，既減少了資源的浪費，又實現了綠色化生產。企業應重視創新，改善生產方式，盡量做到生產過程無污染。

結束語

我國工業發展速度快，其中現代機械制造技術是發展核心，只有不斷創新機械制造加工技術，才能更好地順應時代發展，有效提高我國的硬實力。鑄造企業應合理利用機械制造工技術的優勢，重視創新，不斷完善傳統制造技術，有效提高生產效率和產品質量是關鍵。除此以外，積極響應國家的號召，實現機械制造綠色化，貫徹落實可持續發展理念。

參考文獻：

[1]吳云，朱曉艷.淺析機械設計與制造技術現狀及相關先進技術[J].內燃機與配件，2020（20）：181-182.

[2]丁雪萍，楊棟華，羅怡.先進焊接制造技術課程采用雙語教學的思考[J].山東化工，2020，49（20）：200+204.

[3]郭娟.先進制造技術與機械制造工藝[J].湖北農機化，2020（18）：157-158.