南京緊固件精密加工：緊固連接件冷成型之路
歲月更迭，經(jīng)過2年多的建設(shè)，克服了疫情等一系列不利因素后，位于雨花經(jīng)開區(qū)的中機申億檢驗檢測及高端零部件智能制造生產(chǎn)基地項目如今已正式投入運營。
對投資建設(shè)運營方湖南申億精密零部件股份有限公司來說，這個全新的項目自誕生之初，就自帶“高、新、智”基因，肩負起顛覆行業(yè)現(xiàn)狀、填補湖南省內(nèi)行業(yè)空白的重任。
從最初的高起點謀劃設(shè)計，到背負起申億精密創(chuàng)新發(fā)展的愿望，再到以智能制造為主的智慧工廠的呈現(xiàn)，無一不在講述著這個緊固件項目的重要性。
這個項目究竟是怎樣一種創(chuàng)舉？申億精密是如何一步步成長為國內(nèi)緊固件行業(yè)的先行者？智慧工廠又將如何引領(lǐng)行業(yè)風(fēng)向？走進申億精密高端裝備零部件智能制造工廠，這些問題都能一一得到解答。
一次顛覆行業(yè)的嘗試
從熱鐓到冷鐓
緊固連接件是人類發(fā)明最早的古老零部件，是機械工業(yè)不可或缺的關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件。
在工業(yè)文明的發(fā)展進程中，人類對金屬冶煉技術(shù)的得心應(yīng)手，加上機械設(shè)備不斷更新迭代，鍛造緊固件的工藝也變得豐富多元，熱鐓、溫鐓、冷鐓都是當下主流工藝。
進入新時代后，緊固件行業(yè)發(fā)展面臨著環(huán)境和市場的雙重變化。
先看國內(nèi)環(huán)境，我國“雙碳”戰(zhàn)略的提出，持續(xù)刺激企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，通過減少單件產(chǎn)品能源消耗量，從而減少碳排放，提高生產(chǎn)質(zhì)量。
再看市場變化，近年來，我國打造的大國重器挺起民族脊梁，而大國重器越大，零部件也相應(yīng)越大。如果采取傳統(tǒng)熱鐓工藝鍛制大型緊固件，不僅高能耗、質(zhì)量不穩(wěn)定、效率低，而且人工干預(yù)度高，材料利用率低。
“在可見的未來，大規(guī)格緊固件的需求將不斷增多，而且是個性化、定制化的?！泵鎸陀^現(xiàn)實，2020年，申億精密董事長王凱波萌生了一個想法：通過運用冷鐓工藝來實現(xiàn)大規(guī)格緊固件的生產(chǎn)制造。
此前，行業(yè)內(nèi)鍛造大規(guī)格緊固件主要是熱鐓完成，即把材料加熱后沖壓成型，一致性差、效率低、能耗高。冷鐓工藝主要常見于標準化的小規(guī)格緊固件的生產(chǎn)，材料無需加熱，直接通過外力使材料物理變形，能耗低，損耗也少，效率高。
這意味著，申億精密要走的是一條“人煙稀少”的道路，是一條自我創(chuàng)造的艱辛之路，沒有同行者，更沒有引路人，一切都要自己摸著石頭過河，走進緊固件行業(yè)的那片“無人區(qū)”。
利用冷鐓工藝規(guī)?；a(chǎn)，以保證產(chǎn)品的一致性，關(guān)鍵在于模具。
讓想法落地，才有可能趨向成功；讓規(guī)劃付諸行動，才有可能夢想成真。
說干就干，申億精密從公司抽調(diào)了十余名技術(shù)骨干組建了設(shè)計研發(fā)團隊，自主設(shè)計模具，并由經(jīng)驗豐富的工程師擔(dān)任負責(zé)人。
項目剛啟動時，外界對此有異議，有疑問，更有人從旁勸阻，“做這個投資太大，風(fēng)險太高”“繼續(xù)搞傳統(tǒng)模式，也有飯吃”。面對如此種種聲音，申億精密負責(zé)人斬釘截鐵：“要么不做，做就要做成行業(yè)制高點?！?/p>
設(shè)計一個模具，要考慮氣流、壓力、溫度等多重因素對模具的影響，什么材料更耐磨、抗沖擊，適合大規(guī)格緊固件生產(chǎn)，都要一一去試驗。
“試驗就是一個不斷試錯的過程，許多意料之外的問題不斷發(fā)生?！必撠?zé)人回憶起研發(fā)過程，當初的碰壁景象歷歷在目。但經(jīng)過7個月的反復(fù)嘗試，申億精密不僅設(shè)計出了合適的模具，并不斷將模具升級迭代，如今已是第四代。
一位標準制定的主力
從引進到自制
從一個想法到一個團隊，再到一個項目，申億精密的愿望變得飽滿，也變得觸手可及。2021年底，申億精密投資15億元建設(shè)中機申億檢驗檢測及高端零部件智能制造生產(chǎn)基地項目。這是申億精密在雨花經(jīng)開區(qū)的第三次投資。
從雨花經(jīng)開區(qū)智新路拐入上述項目，是申億精密建設(shè)的檢驗檢測中心，一樓擺放著十余臺2米多高的設(shè)備。全省唯一一臺的“500T萬能材料試驗機”更是讓人眼前一亮，主要用于金屬材料的拉伸、壓縮、彎曲、剪切等試驗，最大拉力達500噸。
此前，在關(guān)鍵零部件領(lǐng)域，核心基礎(chǔ)材料、先進制造工藝和安全可靠性等共性技術(shù)缺乏標準應(yīng)用研究的統(tǒng)一平臺，且國內(nèi)長期簡單引進、引用國外技術(shù)標準，缺乏獨立自主的試驗驗證，標準化技術(shù)匱乏。
面對現(xiàn)實和困境，申億精密借助自身積攢的深厚產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和強大研發(fā)實力持續(xù)在努力，在突圍。
2019年，申億精密與中機生產(chǎn)力促進中心合作共建了檢驗檢測平臺——中機申億檢測中心，并協(xié)同國家標準創(chuàng)新基地驗證分中心平臺建立“標準、檢測、認證”三位一體的機械設(shè)備及零部件第三方檢測中心，不僅提供專業(yè)檢測服務(wù)，還致力于先進制造工藝及關(guān)鍵零部件應(yīng)用驗證、國家級標準驗證檢驗等一體化服務(wù)。湖南中機申億檢測技術(shù)有限公司也被認證為“湖南省產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)公共服務(wù)平臺”。
作為標準件行業(yè)服務(wù)模式引領(lǐng)者，中機申億檢測中心瞄準核心零部件和工程機械領(lǐng)域檢測標準化方向，為區(qū)域制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級和新興產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略布局提供技術(shù)研發(fā)、技術(shù)服務(wù)、產(chǎn)業(yè)孵化、人才引育等全鏈條、綜合性支撐。
這個投資5000萬元的檢驗檢測中心，經(jīng)過幾年發(fā)展，現(xiàn)有國際一流設(shè)備400余臺套，檢測能力在國內(nèi)名列前茅。
2020年，申億精密推出了自主研發(fā)的金相自動識別與分析系統(tǒng)，實現(xiàn)了金相組織的智能檢測，能自動識別多種常見的金相組織，識別率逾95%，定量評級正確率優(yōu)于99%，還能延長產(chǎn)品使用壽命，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。
申億機械應(yīng)用研究院則依托國家技術(shù)標準創(chuàng)新基地平臺，打造了國家技術(shù)標準創(chuàng)新基地標準件驗證分中心、湖南省工程機械緊固件連接技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心、湖南申億零部件質(zhì)量監(jiān)督檢測中心等技術(shù)創(chuàng)新平臺等多個科研創(chuàng)新平臺。
公司是國家緊標委委員單位，擁有專業(yè)技術(shù)委員2人，先后參與多項國際標準、國家標準和團體標準制修訂。
申億精密之所以能夠多次參與國際標準修訂，企業(yè)負責(zé)人表示，一是申億深耕緊固件行業(yè)，熟悉市場客戶個性化需求；二是企業(yè)產(chǎn)品體系豐富，涉及40多個大類、數(shù)萬種產(chǎn)品；三是申億通過整理、匯集各類產(chǎn)品樣件，加以判斷分析，并形成預(yù)防和處置方案，建立了失效產(chǎn)品資料庫，所以能夠有實力在國際標準制定時發(fā)表中國聲音。
一個引領(lǐng)全國的工廠
從制造到智造
對申億精密來說，用最低的成本、最高的效率為市場提供最好的產(chǎn)品，就是建設(shè)上述項目的初衷。
為了實現(xiàn)這個目標，申億精密試圖打造一個可實現(xiàn)柔性制造和敏捷生產(chǎn)的“燈塔工廠”。一臺設(shè)備就是一條產(chǎn)線，采用工藝集成的先進模式進行全封閉式生產(chǎn)，這不僅在申億精密是頭一回，更是行業(yè)內(nèi)首個“吃螃蟹的人”。
處于項目B棟的智慧工廠，車間布局采用產(chǎn)線全閉環(huán)設(shè)計，分為三個區(qū)域：冷鐓成形區(qū)、產(chǎn)品暫存區(qū)和熱處理區(qū)。
當中最打眼的當屬一臺超大冷成型機。這臺型號為“HBF-536UL”的多工位零件冷鐓成型機，鐓鍛力850噸，為全球首臺，一舉將冷成型產(chǎn)品由單件重量2200克提升到5000克。冷鐓機中內(nèi)嵌的成套模具全部由申億精密自主研發(fā)設(shè)計。
“這臺冷鐓機可生產(chǎn)直徑達42毫米的桿類零件，一分鐘設(shè)計產(chǎn)能60個，產(chǎn)品將廣泛用于塔機、風(fēng)電、高鐵和核電等關(guān)鍵部位?！鄙陜|精密智慧工廠有關(guān)負責(zé)人介紹，與既有分步式生產(chǎn)方式比較，該設(shè)備占地面積僅僅為20%，能耗降低了70%，用工15%，而單位時間產(chǎn)出高出8至10倍，極大地提高了單位面積產(chǎn)出效率，材料利用率提高8%。
位于智慧工廠北部的馬扎克智能機床，可實現(xiàn)復(fù)雜零件的一次性加工成型，零件尺寸直徑可達0.5米，加工長度可達2.5米，精度比同類產(chǎn)品提高兩個等級。
筆者走訪發(fā)現(xiàn)，申億精密智慧工廠的“智慧”遠遠不止體現(xiàn)在設(shè)備上。
整個智慧工廠生產(chǎn)全過程的每一個環(huán)節(jié)都在監(jiān)控當中，通過傳感器采集產(chǎn)程中各項指標，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂浦行倪M行實時監(jiān)控，保證了設(shè)備的正常運行和產(chǎn)品的質(zhì)量一致性，同時也邁出申億精密數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要一步。
此外，在同一個車間里完成從材料到成品的全流程，各生產(chǎn)區(qū)間的產(chǎn)品轉(zhuǎn)運和工藝鏈接由智能AGV完成，優(yōu)化了轉(zhuǎn)運動線，降低工人勞動強度，提高了產(chǎn)出效率，充分實現(xiàn)了產(chǎn)線最短、效率最高的目標。
值得一提的是，申億精密車間頂部還采用了太陽能光伏發(fā)電技術(shù)，余熱循環(huán)再利用，外墻也采用環(huán)保輕質(zhì)材料，降低了能源消耗，實現(xiàn)節(jié)能降碳綠色生產(chǎn)。
申億精密負責(zé)人表示，申億要建設(shè)的是一個世界一流的企業(yè)，一個技術(shù)領(lǐng)先、品質(zhì)穩(wěn)定、節(jié)能高效可持續(xù)發(fā)展的新型零部件制造領(lǐng)域的燈塔工廠，一個運用模擬仿真、數(shù)字孿生、智通網(wǎng)聯(lián)、新能源技術(shù)的企業(yè)典范，用科技的力量引領(lǐng)行業(yè)進步，促進行業(yè)的整體提升。
一次無悔入園的選擇
從進口到國產(chǎn)
自進駐雨花經(jīng)開區(qū)以來，申億精密一直致力于做一件事：自主研發(fā)，實現(xiàn)進口緊固件的國產(chǎn)替代。
此前，高端緊固件30%仍依賴進口，尤其是用于核電、高鐵上關(guān)鍵緊固件仍受制于人，不能自主可控。
多年來，申億精密依托以申億研究院為核心的團隊，經(jīng)過多年不懈探索和自主研發(fā)，已實現(xiàn)工程機械關(guān)鍵部位的關(guān)鍵核心緊固件進口件替代，配套率超過90%。
當前，申億精密正在承擔(dān)實施工信部立項的“裝備用高性能緊固件產(chǎn)品開發(fā)”和“重點緊固件產(chǎn)品、工藝‘一條龍’應(yīng)用示范方向”兩項重大攻關(guān)項目。
申億精密提供的產(chǎn)品廣泛運用于工程機械、航空航天、高鐵橋梁等重點領(lǐng)域，在鑄造全球最大噸位履帶起重機、全球首臺永磁電機驅(qū)動盾構(gòu)機等“大國重器”過程中提供了高性能緊固連接件解決方案。
一個個產(chǎn)品案例、一個個應(yīng)用場景，一個個研發(fā)項目，更在見證著申億精密的創(chuàng)新實力和為湖南發(fā)展作出的巨大貢獻。
而雨花經(jīng)開區(qū)對申億精密的全方位支持和精準幫扶，更讓企業(yè)卸掉包袱，輕松上陣。
你看，形式很多樣，線下走訪、線上聯(lián)絡(luò)，不敢松懈；
你看，服務(wù)很多元，既承擔(dān)土地報建、項目申報等服務(wù)，也提供疫情防控、市場渠道開拓等指導(dǎo)；
你看，辦事很高效，既幫助申億完成兩項政策申報，牽線銀行、解決企業(yè)資金需求，又促成申億精密與中建三局集團戰(zhàn)略合作。
從申億精密的熱情介紹可以看出，多年來，申億精密愿意在雨花經(jīng)開區(qū)扎根深耕，不斷給園區(qū)投出“信任票”；園區(qū)也持續(xù)用真心和貼心服務(wù)企業(yè)，換來企業(yè)與園區(qū)同生共長的繁榮景象。
如今，中機申億檢驗檢測及高端零部件智能制造生產(chǎn)基地的正式投產(chǎn)，也讓雨花經(jīng)開區(qū)的未來有了更多憧憬和想象空間。
我們能夠期待的是，未來會有更多像申億精密一樣的企業(yè)進駐園區(qū)，共同肩負起打破國外壟斷，實現(xiàn)產(chǎn)品資源自主可控，實現(xiàn)中國制造領(lǐng)先世界的夢想。
