Интервью экспертов Norican

Важность литья легких алюминиевых сплавов

Published

Важность литья легких алюминиевых сплавов

Прогнозируется, что к 2025 году мировое потребление алюминия увеличится до 120 млн тонн, при этом 25% будет занято в разработке легких компонентов и электротранспорте в автомобильном секторе. Таким образом, сегодня алюминий выходит на первое место во многих обсуждениях качества, рентабельности и устойчивого развития среди литейных предприятий-клиентов Norican по всему миру.

Мы обратились к своим экспертам и попросили их поделиться своими мыслями:

Генрих Дропманн, вице-президент, отдел автомобильной и общей промышленности, Wheelabrator
Карло Скалмана (Carlo Scalmana), президент Italpresse Gauss
Пер Ларсен, руководитель отдела инноваций и разработки продукта, DISA
Питер Рейтер, старший вице-президент CPI Thermal, StrikoWestofen

Спрос на алюминиевые отливки никогда не был так высок. Как такая тенденция влияет на технологии компании Norican и ее клиентов прямо сейчас?

Генрих: Во многом, это обычный бизнес. Специалисты Wheelabrator уже поставляли свои решения на рынок алюминия, особенно благодаря нашей мощной базе клиентов в автомобильной промышленности, где основное внимание уделяется малой массе и сочетанию нескольких конструкционных компонентов в единой сложной и высокофункциональной детали — опять же, для снижения массы, и при этом для упрощения сборки.

Из-за таких постоянно усложняющихся алюминиевых деталей (более подверженных деформации), где мельчайшие детали значат очень многое, спрос на точные дробеметные процессы с тонким управлением очень высок. Для охвата всех поверхностей сложных отливок требовалось быстрое развитие методик дробеметной обработки во внутренних полостях.

В качестве ответа мы расширили своей портфель решений для алюминия, представив, например, дробеметные машины LBS с сетчатым ленточным конвейером. Эти средние машины разработаны для максимального повышения эффективности дробеметной обработки и стабильного качества со всех сторон и особенно хорошо подходят для непрерывных процессов алюминиевого производства. Компактная машина, разработанная совместно с клиентом для производства сложных алюминиевых отливок для автомобильных фильтров, была предназначена для работы с литейными комплексами без промежуточного хранения и транспортировки. Наши самые передовые захватные устройства-роботы для сложных деталей, таких как корпуса редукторов, обеспечивают внутреннюю дробеметную обработку узких отверстий и полостей, а также наружную дробеметную обработку.

Недавно мы представили новую линейку виброгалтовочных машин для финишной обработки, поскольку все детали требуют чистовой обработки.

Наша работа — разрабатывать такие решения, чтобы наши клиенты получили требуемые класс точности и качество обработки. А главное, по нашему мнению, изменение связано с тем, где именно мы это делаем. Или, если точнее: где растет наш рынок. Китай, Индия, США и всё больше Европа. Сегодня интерес к решениям, связанным с алюминием, больше не ограничивается географией.

Карло: Это не просто спрос, который вышел на глобальный рынок, это естественное развитие. Даже в автомобильной промышленности производственные тенденции и стандарты качества со временем весьма сильно менялись в зависимости от той или иной страны, особенно если дело касалось алюминия. Ситуация меняется и сегодня.

Уровень качества кокильного литья, принятый в качестве стандартного для алюминия, существенно выше во многих регионах. Отливки для корпусов аккумуляторов в Китае должны строго соответствовать стандарту, который используется в Германии или Северной Америке.

Это расширяет возможности наших клиентов, работающих с таким уровнем качества и стабильности, но при этом накладывает на них более строгие обязательства поставлять качественные продукты экономически эффективным образом. Именно с этим мы и можем оптимальным образом помочь не только в плане технологий — машин и автоматических рабочих ячеек, — но и в плане монтажа, послепродажного обслуживания и постоянной технической поддержки с нашей стороны. Мы занимаем уверенные позиции на глобальном рынке и тем не менее постоянно оптимизируем наши внутренние процессы, чтобы оперативно реагировать на мировые тенденции.

Как, по мнению экспертов DISA, растущая тенденция к использованию алюминия влияет на литейные производства с формовкой в песчано-глинистых формах, с которой Вы работаете?

Пер: DISA уже несколько лет предлагает продуманные решения на основе песчано-глинистых форм для алюминия. Несколько технологических линий уже эксплуатируются и производят различные детали из алюминия, в том числе для автомобильной промышленности.

Сегодня сочетание производительности, масштаба, точности и большой гибкости сильно влияет на массовое производство в таких сегментах, как автомобилестроение, которые активно переходят на алюминий для снижения массы автомобилей. Мы общались с литейными производствами, планирующими изменить или расширить свои техпроцессы с алюминием, но что интересно: за последние пять лет к нам стали обращаться сами автопроизводители напрямую.

Многие годы они работали исключительно с соотношением цены и качества чугунных отливок, производимых машинами DISAMATIC. Они понимали серьезный потенциал для экономии, если бы удалось добиться аналогичного сочетания цены и качества для алюминиевых отливок с использованием техпроцесса DISAMATIC. Они спрашивали нас: а можно ли перестроить процесс?

Если автомобильная промышленность так сильно доминирует на рынке алюминия, не приводит ли это к некоторым конфликтам между технологиями Norican с учетом целевых клиентов?

Петер: В действительности, всё наоборот: наши технологии и услуги обычно дополняют друг друга и часто позволяют нам предоставлять более масштабные готовые решения. Это особенно выгодно, поскольку большая часть литейных производств, связанных с алюминием, тщательно изучает все тонкости литейного процесса для повышения эффективности своего производства, его безопасности и — при неизменном внимании к себестоимости продукции (особенно для автомобилестроения) — его экономической эффективности.

Для Wheelabrator такие разработки, как упомянутые Генрихом дробеметные установки LBS, сегодня лишь увеличивают ценность за счет конечных этапов техпроцесса. А для нас это только начало работы.

Например, наша плавильная печь StrikoMelter BigStruc, которая изначально была разработана для соответствия тенденциям работы с крупными конструкционными компонентами со сложной геометрией, идеально подходит для формовочных линий DISA с песчано-глинистой смесью и решений Italpresse Gauss для кокильного литья под высоким давлением. Помимо дополнительных преимуществ в виде крайне малых потерь металла, оптимизации уровня заполнения с лазерным контролем и минимальным расходом энергии мы — в тесном сотрудничестве с коллегами из Norican — смогли представить продуманные решения с увеличением уровня автоматизации для успешной эксплуатации имеющихся преимуществ. 

Пер: Что действительно правда, мы все в группе знаем, как и где каждая технология Norican способна максимально увеличить ценность. Например, в DISA мы не выходим на рынок с заявлением, что решения для песчано-глинистых форм — перспективны для всех потенциальных сфер использования алюминия. Некоторые отливки просто не подходят для песчано-глинистых смесей, тогда как в других сферах такое решение будет конкурентным.

К примеру, при производстве головок блоков цилиндров двигателей с открытой плитой у кокильного литья очевидное преимущество. Зачем искать альтернативу? Однако если взять детали со сложной геометрией, полыми участками, требующими установки стержней, с толщиной стенок менее 8–10 мм, с высокими требованиями к механическим свойствам… здесь привлекательным вариантом становится формовка с песчано-глинистыми смесями. У таких деталей, как рулевые тяги, есть все эти особенности.

Как я уже сказал, эксперты DISA не говорят, что можно производить все алюминиевые отливки в мире в песчано-глинистых формах. Вместо этого комбинация некоторых деталей, подходящих для формовки в песчано-глинистых формах, и растущих усилий автопроизводителей по сокращению расходов повышает привлекательность переноса некоторых алюминиевых отливок в сферу формовки с песчано-глинистой смесью.

Мы уже много поговорили об автомобильной промышленности, а вот повысился ли интерес к алюминию в других отраслях?

Пер: Снижение массы деталей характерно не только для автомобилестроения, как и желание повысить качество литья, в этой области открываются новые возможности. Поэтому даже если учесть, что автомобильный рынок является крупнейшим, не следует забывать и многие другие сегменты, использующие алюминиевые отливки как сырье.

Например, на некоторых литейных производствах DISA MATCH в США воспользовались преимуществами перспективного сочетания производительности, гибкости и точности формовки по сырому для производства алюминиевых отливок малого и среднего размера для крайне разнообразных сегментов рынка.

Карло: несмотря на то что 90% нашей клиентской базы в Italpresse Gauss относится к автомобильной промышленности, мы четко видим, что всё больше отраслей обращают внимание на алюминий, например отрасли телекоммуникации. Это очень хороший пример, поскольку — как я уже говорил раньше об автомобилестроении — это отрасль, промышленные тенденции и стандарты которой развиваются глобально. Я определенно вижу рост этого рынка.

Есть ли возможные угрозы для популярности алюминия, например, из-за развития трехмерной печати?

Карло: Действительно, трехмерная печать (или технология послойной печати) набирает обороты в автомобилестроении. Привлекательность принципа, при котором мы добавляем, а не убираем материал и можем способствовать производству металлической детали и сохранению ее легкости за счет конструкции, понятна. Однако при массовом и быстром производстве тысяч деталей такой подход неоправдан. В том числе, с точки зрения стоимости.
Другими словами, это означает правильный процесс для конкретных деталей: одну технологию невозможно использовать сразу для всего, поэтому мы учитываем свои сильные стороны и помогаем своим клиентам подобрать подходящие для них решения.

Петер: Также важно помнить, что еще одним стратегическим преимуществом алюминия, о котором мы в StrikoWestofen очень хорошо знаем, является его пригодность к переработке.
Если на мгновение вернуться к автопромышленности, алюминий попросту превосходит в этом отношении другие легкие материалы. Если производители автомобилей хотят продавать электромобили экологически сознательным клиентам, это плохо отражается на проблемах различных композитов и пластика. Как в отношении продуктов сгорания, так и в отношении площадей мусорных полигонов.

Если рынок алюминия продолжит расти, как, по Вашему, это повлияет на будущее литейных производств?

Петер: По мере роста популярности использование алюминия также усложняется. Что уже заметно, так это разнообразие используемых алюминиевых сплавов. Если в прошлом использовали один-два практически универсальных сплава, сегодня литейным производствам приходится применять сплавы, подходящие для конкретных деталей. Это означает, что потребности клиентов изменились. Вместо одного крупного процесса плавки теперь нужно несколько меньших, чтобы использовать разные сплавы на литейном производстве.

Еще одной тенденцией стало увеличение скорости. Наши клиенты в области алюминиевого литейного производства столкнулись с массовым ускорением циклов разработки продукции со стороны автопроизводителей. Новые литейные линии для новой продукции должны вводиться в эксплуатацию очень быстро. Если раньше с момента оценки до практической реализации проектов наших клиентов проходило несколько лет, сегодня этот процесс занимает полгода.

Карло: Мы видим новые детали, конструкции и многое другое, особенно в сегменте развития электротранспорта. Однако самыми значительными изменениями станут ожидания, связанные с качеством.

Для алюминиевых отливок нужно качество. Ожидания такого уровня производственного качества растут все больше и больше. В результате испытывающие трудности литейные предприятия начинают всё чаще спрашивать: как технологии могут нам с этим помочь, как это делать эффективнее и проще? Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно обратиться к автоматизации, сетевым процессам и решениям для Индустрии 4.0.