智能协同:AI+数字孪生重构旋压生产链

2025-07-14 0


在工业4.0与智能制造深度融合的背景下,“智能协同”成为旋压行业技术升级的核心关键词。这一趋势不仅体现在单台设备的智能化升级,更延伸至全流程的数字化协同与自适应优化。

AI算法赋能工艺实时优化

德国通快集团(TRUMPF)在近期举办的“国际金属成形技术展”上展示了其升级版AI旋压控制系统“TruBend AI 2.0”。该系统通过集成机器学习算法,可实时采集旋压过程中的材料流动、设备负载、温度分布等超10万组/秒的数据,并基于深度神经网络动态调整旋压路径与压力参数。据通快技术负责人介绍,在汽车轮毂旋压生产中,该系统可将材料利用率提升至97%(传统工艺约92%),同时将复杂曲面件的成型精度控制在±0.015mm以内,较上一代系统精度提高30%。

国内企业亦加速追赶。济南铸造锻压机械研究所有限公司(JIER)发布的“智旋云控平台”,通过边缘计算与云计算协同,实现了旋压设备与MES(制造执行系统)的无缝对接。该平台可对多台旋压机进行集中调度与工艺参数远程下发,并基于历史数据预测设备故障,使运维响应速度提升50%以上。目前,该平台已在比亚迪新能源汽车电池壳旋压生产线落地,助力单条产线日产能突破3000件。

数字孪生打通“设计-仿真-生产”闭环

数字孪生技术正从概念走向规模化应用。中国航发南方工业有限公司在航空发动机钛合金机匣旋压项目中,构建了覆盖材料微观组织、工艺参数、设备状态的“全要素数字孪生体”。通过虚拟仿真提前验证工艺方案,使实际生产中的试错次数减少80%,机匣旋压一次合格率从75%提升至92%。

“数字孪生不仅是‘仿真工具’,更是连接研发与生产的‘数字桥梁’。”中国工程院院士李德群在“20XX旋压技术峰会”上指出,“未来3-5年,基于数字孪生的旋压工艺数据库将成为企业核心竞争力,国内需加快建立行业共享平台。”


绿色工艺:轻量化材料与低碳技术突破

在“双碳”目标驱动下,旋压行业的绿色转型聚焦于轻量化材料应用与低碳工艺创新,助力下游航空航天、新能源汽车等领域实现减重增效与能耗降低。

超薄铝合金与镁合金旋压成型

铝合金、镁合金等轻量化材料因密度低、强度高的特性,成为旋压技术的重要应用方向。有色金属技术经济研究院近期发布的报告显示,采用旋压工艺成型的超薄铝合金(厚度0.5-1.2mm)储氢瓶,较传统冲压焊接工艺减重25%,且疲劳寿命提升3倍,已在国内氢燃料电池汽车中批量应用。

镁合金旋压技术亦取得突破。重庆大学材料学院团队联合重庆镁业科技,成功开发出“热旋压+快速冷却”复合工艺,解决了镁合金室温塑性差、易开裂的难题,实现了厚度1.5mm的镁合金汽车轮毂旋压成型,单件减重40%以上,且生产成本较铝合金轮毂降低15%。

低碳旋压设备与工艺优化

设备节能改造成为绿色制造的关键抓手。多家头部企业推出搭载变频电机、能量回收系统的新一代旋压机。例如,苏州优旋智能装备有限公司研发的“YX-ES系列节能旋压机”,通过回收旋压过程中主轴制动产生的电能,并用于设备辅助系统供电,可使单台设备能耗降低25%-30%。

工艺参数优化则进一步挖掘低碳潜力。中国航天科技集团一院211厂在火箭燃料贮箱旋压中,通过调整旋压速度、进给比与模具温度的匹配关系,使材料变形抗力降低18%,单件能耗减少约12%。


行业挑战与未来趋势

尽管技术突破显著,国内旋压行业仍面临核心算法“卡脖子”、高端传感器依赖进口、复合型人才短缺等问题。此外,绿色工艺的规模化推广仍需解决轻量化材料成本较高、旋压设备标准化程度不足等现实瓶颈。

展望未来,随着AI、数字孪生、5G等技术与旋压工艺的深度融合,“智能协同制造”将成为行业标配;而轻量化材料的大规模应用与低碳工艺的持续创新,将进一步拓展旋压技术在航空航天、新能源汽车、氢能储运等高端领域的市场空间。

“旋压技术的未来不仅是‘更精密’,更是‘更聪明’与‘更可持续’。”李德群院士表示,“国内企业需抓住技术迭代窗口期,加强产学研合作,推动从‘跟跑’到‘并跑’乃至‘领跑’的跨越。”


扫一扫,关注我们

Copyright © 2025 上海傲垦机电设备有限公司 版权所有 备案号:沪ICP备15019346号-2