2010年间,公司董事长董祥义在美国考察时发现,汽车轻量化浪潮正在欧美日等发达国家和地区兴起,其中轮胎内廓的金属部件轮毂,出现锻铝轮毂替代钢质、铸铝轮毂的趋势,而中国才刚刚起步。回国后,董祥义与公司管理层、技术经营团队调研论证,于2015年初成立宁波德玛智能机械有限公司,开展该项目的科研攻关与装备研发。
在深入考察国内多家汽车轮毂厂商后,德玛团队发现,这些企业的装备技术与制造工艺比较传统,产品能耗高、生产流程分离、成本风险大,难以适应未来产业化的应用推广。为此,德玛提出,以研发高端专用装备为先期突破口,走自己独特的转型升级之路。
锻造合金铝轮毂需要高效大功率专用锻压机。“我们把原有装备全部拆卸下来,对一个个零部件进行详尽剖析发现,看起来庞然大物的万吨锻压机,真正的受力点就在立柱内的4根螺杆、8只螺帽,依靠螺杆螺帽拧紧的力量,抵挡加工压力,而且锻压机自身还得承受锻造冲击的反弹力。”德玛公司副总经理黄进说。
在研究改进装备结构时,董祥义提出取消四根立柱,运用力对冲与平衡理论,将锻压机设计为2个或4个工位的设想。德玛团队请来专家教授、高级工程师论证发现,在机床装备、工业母机研发领域,引入力对冲与平衡原理具有科学依据,经多方商讨,最后将这一设想命名为“四维制造”工作法,在高端专业装备及锻铝轮毂生产线方面展开攻关。
采用“四维制造”技术的车铣削一体化数控机床,配有4工位、5主轴,设备节材80%、刚性提高4倍,综合能耗降低50%,加工精度提高了4个几何级。图为新型数控机床结构展示。
“四维制造”创新改造锻压机等传统装备,将原来高达16米、重1000吨的立式锻压机翻转着地,变成高仅2米的平躺卧式锻压机,实现锻压机重心下沉,四脚均衡受力,大大提升平稳性系数。研发团队还将锻压机造型设计从原来的长方形,改为线条、外形流畅美观的橄榄型,巧妙安装两个对称工位,成倍提高工作效率。
按传统技术工艺,匹配流水线锻压机的加工能力,需配置4台单工位旋压机,费用高、功效低。“我们采用‘四维制造’技术,成功研制平衡对称的4工位新型旋压机,可节材75%,重量为传统装备的25%,价格为传统装备的25%,功效可提高4倍。”黄进说。