Алюминий и инновации: новый базовый сплав

Published

Литейные производства готовятся к «алюминиевому» будущему

Стремительно растущий мировой рынок сложных формованных деталей из алюминия требует идеальной синхронизации оборудования для работы с алюминием, включая устройства для плавления, выдержки, дозирования, литья и обработки. И все это — специализация Norican.

Когда-то алюминий был самым ценным ресурсом в мире. Сегодня с учетом прогнозов, что его глобальное потребление вырастет до 120 млн тонн к 2025 году, он является вторым наиболее распространенным металлом в мире после стали. Такой спрос на алюминий меняет специфику литейного производства во всем мире.

В 2017 году объемы мирового производства алюминия выросли на 6 %, во многом благодаря автомобильной отрасли, а также авиакосмической отрасли, машиностроению и упаковке. 

С ужесточением требований экологического законодательства все актуальнее становится необходимость снижения расхода топлива и выбросов CO2 автомобилями. Новые более экологичные автомобили должны быть легче, поэтому для производства некоторых компонентов (в особенности больших конструкционных деталей) целесообразно выбирать значительно более легкий по сравнению со сталью алюминий. 

Поэтому к 2022 году в среднестатистическом автомобиле будет почти на 100 кг больше алюминия, детали из которого заменят более тяжелые компоненты. К 2025 году использование алюминиевых деталей в автомобилях по всему миру удвоится с 12 % до 25 % и составит 30 млн тонн. 

Растущий спрос на качественный алюминий

Все в литейной отрасли отмечают, что алюминий и другие легкие металлы занимают все более важное место на рынке литейной продукции в разных странах. В Китае, который является крупнейшим производителем и потребителем алюминия, объемы производства первичного алюминия только в 2017 году выросли на 10 %.

В США рынок литья из алюминия был оценен в 49,47 млрд долларов в 2016 году и ожидается, что до 2025 года он будет увеличиваться на 7,8 % ежегодно. Поскольку большую часть алюминия США импортируют, новые пошлины на импорт, введенные в 2018 году, могут скорректировать эти прогнозы, но в целом все настроены весьма оптимистично.

Индия — третий крупнейший в мире производитель литых изделий (и самая быстрорастущая из крупных экономик мира на данный момент) — тоже обращает пристальное внимание на алюминий. То же самое можно сказать и о Европе — алюминий здесь все активнее используется в производстве автомобилей премиум-сегмента и ряде других отраслей, например строительстве.

Столь быстрый переход от стали к алюминию открывает большие возможности для литейных цехов. Однако просто отправить своих торговых представителей недостаточно. Войти в этот бизнес не так легко.

Сложные конструкционные автокомпоненты из алюминия сложно точно отлить и хорошо обработать. Это значит, что в сфере кокильного литья качество постепенно приобретает приоритет над количеством, а это требует сложного специализированного оборудования. Чтобы повышать ставки, литейные производства должны инвестировать в оборудование и реализовывать инновации.

Инвестиции в инновации в области алюминия

Самые продвинутые предприятия в области кокильного литья уже извлекают преимущества из «алюминиевого» бума. Последние двадцать лет быстро растет автомобильный рынок Китая — и параллельно развивается сфера кокильного литья (так, за последнее десятилетие объемы рынка увеличились в два раза).

Сегодня процветают компании, которые заблаговременно инвестировали в расширение производства, такие как DGS China. Объемы производства этой компании из города Наньша, Гуанчжоу, специализирующейся на кокильном литье алюминия и магния под давлением, в 2012 года выросли с 40 млн юаней до более 320 млн юаней. Постоянная модернизация производства позволяет компании с выгодой для себя производить сложные дорогостоящие структурные компоненты по спецификации автопроизводителей.

Начиная масштабную модернизацию алюминиевого производства, компания Neoflam из Южной Корее и подразделение Ford в Германии стремились снизить затраты и повысить продуктивность. Компания Ford модернизировала свои печи Westomat, установив новейшие цифровые контроллеры, благодаря чему повысилась точность дозирования и доступность системы, а энергопотребление снизилось.

Поставщики также должны сыграть свою роль в переходе литейных предприятий на алюминий. Для создания продуктов, услуг и решений с учетом физических характеристик алюминия требуются значительные исследования и разработки. Зачастую это не под силу небольшим узкоспециализированным литейным цехам. 

Хорошим примером в Norican станет новая линейка дробеметных машин Wheelabrator LBS 1000, только что выпущенная центром инноваций Wheelabrator в Метелене (Германия) в июле этого года.

Сетчатый ленточный конвейер LBS отлично подходит для обработки деталей из алюминия, так как позволяет эффективно осуществлять их дробеметную обработку со всех сторон и в ограниченном пространстве. Новую компактную модель без приямка можно легко и быстро установить; кроме того, она отличается более удобной высотой загрузки. Для машины легко найти место в цеху, перемещать ее между производственными ячейками тоже очень просто, что позволяет удобно интегрировать новое оборудование в существующие процессы.

 

Интегрированные комплексы для литья алюминия и оптимизация процессов

Несомненно, обработка и очистка поверхности очень важны, однако это лишь часть процесса производства алюминиевых компонентов. Машины для кокильного литья, плавильные печи и печи-дозаторы — все это имеет большое значение и должно слаженно работать. 

Бренды Norican Group — DISA, Italpresse Gauss, StrikoWestofen и Wheelabrator — сегодня тесно взаимодействуют над созданием комплексных решений для плавления, выдержки, дозирования, литья и обработки алюминиевых деталей. 

Автоматизированные производственные комплексы Italpresse Gauss могут включать машины для кокильного литья и любые периферийные устройства: от печи-дозатора до систем автоматического снятия облоя. Существует возможность адаптации оборудования под индивидуальные процессы клиента: от сложных производственных процессов в автомобилестроении до производства простейшей продукции, такой как освещение или кухонная утварь.

В тесном сотрудничестве с клиентом Italpresse Gauss координирует взаимодействие с поставщиками периферийного оборудования и берет на себя реализацию всего проекта. Подобный комплексный подход подразумевает использование передовых трехмерных моделей, проведение анализа выполнимости проекта, а также изучение производственных процессов и функций производственных комплексов с целью совершенствования автоматизации и времени цикла. Что касается непосредственно производства, контрольное ПО HMe с возможностью пользовательской настройки, хранилища данных и функции анализа обеспечивают централизованное управление, полную гибкость и возможность дальнейшего совершенствования.

Компоненты литья под давлением

Для реализации продуктивных и конкурентоспособных процессов необходимо инвестировать в оборудование, повышающее производительность труда. Для производства отливок стабильно высокого качества с отличными механическими характеристиками и низкой пористостью требуются машины для литья под высоким давлением, отличающиеся высокой надежностью и устойчивостью. Автопроизводителям требуется металл наивысшего качества, обеспечивающий структурную прочность, удобство сварки и клепания.

По сути, все аспекты процесса литья сегодня требуют максимального внимания. Возрастает важность таких параметров, как энергоэффективность, снижение себестоимости деталей, экологическая безопасность и чистая и безопасная рабочая среда. Хорошим примером стала печь-дозатор StrikoWestofen Westomat и революционная закрытая транспортная система Schnorkle

Системе Westomat достаточно всего малой части энергии, потребляемой автоматическими системами ковша, в которых используются печи для выдержки. Срок эксплуатации системы достигает 25 лет. Реализованные в системе Schnorkle инновации позволяют забыть о случайном переливе или опасном наклоне емкости при перемещении расплавленного алюминия в печь-дозатор, при этом контакт с атмосферой минимален.

Заслуживает внимания и новая плавильная печь StrikoWestofen BigStruc, созданная с учетом новых потребностей промышленности в алюминии. Печь способна выплавлять крупные детали площадью до 2,5 м² с тонкими стенками. Система отличается высокой производительностью и чрезвычайно низким энергопотреблением и поэтому превосходит ожидания современных литейных производств и идеально подходит для литья сложных конструкционных автокомпонентов.

Способствуют энергосбережению и такие разработки, как система ECO-FIT, созданная компанией Italpresse Gauss. Системы ECO-FIT Mode и ECO-FIT Plus регулируют гидравлические насосы внутри машин для кокильного литья, снижая энергопотребление, температуру гидравлической жидкости и уровень шума. Это помогает экономить энергию, сокращать затраты и создавать более «чистую» рабочую среду.

 

Инвестиции в инновации в области алюминия

Новая компактная подвесная дробеметная машина с вращающимся крюком Wheelabrator SPH-2-3/8 была создана специально для работы с алюминием и показывает отличные результаты в снятии окалины, облоя, заусенцев и очистке алюминиевых деталей.

Основанная на действующей универсальной модели машина обладает существенно большей мощностью дробеметной обработки и дробеметной очистки, а ее более легкий и компактный корпус идеально впишется в современное алюминиевое производство.

Манипуляторы системы дробеметной обработки Wheelabrator DS и DV тоже разработаны специально для высокоточного производства сложных отливок из легких металлов.

Благодаря расширенным возможностям интеграции и автоматизации мощные манипуляторы системы дробеметной обработки способны выполнять дробеметную обработку, очистку от окалины и дробеструйное упрочнение деталей разных форм и размеров без необходимости смены оборудования.

Литьё в песчаные формы для гибкого производство алюминиевого литья.

Технология формовки сырых песчано-глинистых смесей — еще один пример повышения производительности литья алюминия из портфеля Norican. Эта технология обладает существенными преимуществами над кокильным литьем в некоторых областях работы с алюминием, так как гарантирует значительно более скромные затраты на оборудование и возможность быстрой смены оснастки. Кроме того, эта технология существенно ускоряет скорость производства: от 300 отливок в час и выше.

Для компонентов с жесткими механическими требованиями и требованиями безопасности литье в песчаных формах с низким давлением подходит лучше всего. Печь под давлением выталкивает расплавленный металл в форму, обеспечивая ламинарное движение металла и минимальный контакт металла с воздухом. В результате снижается образование оксида алюминия, и на выходе мы получаем деталь с отличными механическими свойствами.

Удобное и эффективное литье в стержневых формах — еще одно преимущество литья в песчаных формах. Хорошо зарекомендовавшая себя технология стержней из холоднотвердеющих смесей позволяет изготавливать сложные пустотелые секции и тонкостенные детали из алюминия.

Благодаря этому конструкторы вольны создавать самые сложные и необычные геометрии с замкнутыми поперечными сечениями и точной толщиной стенок. Это активно применяется в производстве рычагов автомобильной подвески с жесткими механическими требованиями и требованиями к допускам.

Пустотелые детали из алюминия не только легче — на их производство, естественно, требуется меньше сырья. Для столь сложных производственных процессов идеально подходят высокоточные модели DISAMATIC D3 и (для литья крупных деталей) DISAMATIC 240 и 250.

Если механические свойства готовой детали не столь важны, идеальным решением для литья алюминия станет гравитационное литье. Более экономичные модели DISA MATCH и DISAMATIC C3 могут быстро и в больших количествах производить высококачественные отливки в песчаных формах. 

В DISA MATCH используется запатентованная технология формовки по двусторонним плитам DISA и механизм встреливания и прессования DISAMATIC, гарантирующий высокую скорость, гибкость и точность, — это отличное решение для небольших литейных производств, занимающихся изготовлением фланцев, подставок для подшипников и деталей крепления двигателя. 

Так, DISA MATCH 20/24 позволяет изготавливать до 180 бесстержневых форм в час, при этом смещение не превышает 0,2 мм. Механизм для быстрой смены двухсторонних плит (QMC) позволяет быстро менять модели (менее 2 минут) и тем самым существенно повышает эффективность производства с мелкой серией.

Компания DISA и ее партнеры из Norican Group поставляют своим клиентам все необходимое: от отдельных машин формовочных машин до комплексного литейного цеха. Независимо от размера серии (50 или 50 000 единиц продукции) и важности механических свойств отливки технология DISA открывает новые возможности для эффективного производства литых изделий из алюминия.

Коллективная креативность для прибыльного литья алюминия

По мере того как автопроизводители стремятся к большей компактности и сокращению цикла производства автомобилей, формовка алюминия, кокильное литье и обработка деталей из него будут все сложнее.

Литые конструкционные детали становятся все более крупными, плоскими и сложными — сегодня многие из них имеют сложную форму и тонкие стенки. Ужесточаются и требования к их механическим характеристикам: тонкие детали должны сохранять свою прочность и жесткость.

Инновации — это единственный способ сохранять конкурентоспособность в современном мире, особенно в сфере литья из легких сплавов, где конкуренция очень высока. Инновационность является отличительной чертой всех брендов Norican, и у Norican Group есть все необходимое для эффективной поддержки литейных производств, которые сегодня трансформируются и начинают работать по-новому.

Тесное взаимодействие всех наших брендов позволяет эффективно использовать наши общие знания и разработки для создания безупречно интегрированных новых технологий, открывающих потрясающие возможности. 

Norican Group не только является мировым поставщиком лучших в своем классе интегрированных систем для литья алюминия, но и постоянно повышает уровень обслуживания по всему миру, в том числе в Китае, что гарантирует эффективное реагирование локальных служб поддержки и доступность запасных частей.

Наши инженеры всегда к вашим услугам: они готовы оказать поддержку и поделиться своими знаниями о литье алюминия, помогая максимально эффективно использовать все возможности своего оборудования и совершенствовать производственные процессы. 

Цель Norican Group заключается в решении актуальных задач настоящего и будущего и формировании таким образом облика отрасли. Этот принципиальный подход к инновациям и качественному обслуживанию в конечном итоге поможет нашим клиентам в полной мере реализовать возможности в работе с алюминием.