适创科技首发一体化压铸数字技术白皮书

      8月15日,适创科技发布《一体化压铸数字技术白皮书》,对近年火热的一体化压铸技术在汽车应用上的前景与难题进行了系统性总结,阐述数字工具如何能够普惠一体化压铸,让企业更快实现数字化升级。白皮书也立足于当前一体化压铸与计算机仿真技术的发展现状,展望未来智能制造的趋势方向,加速国内车企迈向产业新阶段。

      这是业内首次从数字技术的角度,描绘了一体化压铸对汽车产业链带来的变革和挑战。

      一、数字技术在一体化压铸中的价值

      新能源汽车的轻量化需求紧迫,一体化压铸是实现它的必要手段,它将大规模取代以往在车身设计组装过程中主流的冲压焊接工艺,实现10%以上的减重,成为汽车生产环节的重要革命。同时,一体化压铸也能帮助企业显著降低汽车件生产所需的时间和人工成本,最低甚至可达到原本的十分之一,实现降本增效。

      但在现阶段,一体化压铸的快速普及也面临不少难点。它不仅极限挑战了现有的设备性能,也颠覆了从生产材料、设计、工艺到质检等一系列环节的传统工程经验。由于模具体积扩大十倍不止,金属液对温度、真空吸收等参数变化比以往更加敏感,按照传统的生产模式,力学特性很容易达不到要求,这在强度要求较高的汽车结构件上是不可接受的。

      并且,一体化压铸也杜绝了传统的多次试错空间,一体化压铸件的最大特点是尺寸巨大、壁厚较薄且不均匀、形状复杂,所需的设计复杂度和计算量达到新量级,生产端理应需要更多时间去适应。但市场对一体化压铸的生产需求节奏不仅没有变缓,反而还在持续加快。因此,若是仅靠人和设备暴力试错,试图摸索到平衡点,不仅成本高昂,也和市场需求脱节。

      白皮书认为,面对已进入无人区的一体化压铸,数字技术将从原来的辅助技术变为主导因素。随着算力规模、计算机图形学、人工智能等技术的不断进步,数字技术可以对一体化压铸设计方案进行预测和优化,助力企业解决生产中遇到的问题,甚至可以实现自动的智能设计。

      二、数字技术面对难题时的解决能力

      在一体化压铸的生产过程中,数字技术可以从结构设计、工艺设计、质量检测等多方面入手,提高生产成功率以及铸件的可靠性。

      一体化压铸的难点之一是模温系统,大型模具若没有达到热平衡状态,将对金属液的填充成型形成巨大障碍。但传统监测机制首先关注点不够全面,对铸形不同分块之间分型面的热阻、水路油路分布等要素无法面面俱到,很难对模具设计提出有效的、综合性的改良方案。再之,即使获得了数据,温控系统之间也缺乏实时反馈调节机制,不能及时调整温度,加剧材料和时间的浪费。

      但经过计算机模拟仿真后,企业不仅可以在生产前就对方案进行全方位模拟,适时改进工艺和设计。在生产过程中,也能将模拟数据和实时监测温度相结合,建立AI智能模温控制系统,打破以往检测系统“各自为战”的藩篱,摆脱对熟练技术人员的依赖,使决策系统实现自动化。

      一体化压铸的难点还不止于此,传统压铸件对各部分力学性能的考核相对不严格,但在一体化压铸中,不同部位的性能普遍存在差异,会对材料造成不小的影响,且难以用X射线或人工检测缺陷,让修正更加困难。难以发现、解决的铸件缺陷,不仅对铸件的工艺调试、装配和后续服役造成巨大影响,甚至可以威胁到量产。而通过机器学习等关键技术,如今的智能检测系统的盲测准确率可达到95%,也可以通过调整算法,摆脱对过往数据集的依赖,让缺陷检测快速适应新工艺材质。

      除上述案例,目前,数字技术在合金材料的热力学参数确定、真空系统的设计和控制等环节上都起到了重要作用。在实际生产过程中,数字技术通过云计算和多任务并发的模式,也能够最快速度地完成需求计算,是发展的未来趋势。

      三、数字技术对智能制造的重要意义

      目前,一体化压铸的产业布局已日趋完善,并在不断改进,未来,压铸工程师的工作将逐步移交到计算机。为了打通数据壁垒,显著提高效率,一体化压铸所需的数字技术将不断拓宽领域,最终平台化形成数据平台协同,在整个行业内构成全链路、多尺度的智能生产体系。

      例如,通过对铸件的最终参数和限制条件的输入,就能自动获得模具设计的最优解,模拟结果也能无缝衔接生产环节,进行智能调控,在最后的质检阶段,也可实现类似“黑灯工厂”的效果:无人值守、零漏检。

      白皮书认为,未来,压铸行业的市场需求将会呈现小批量、柔性化、产品周期短等特征。一个完整的数字制造生态体系,不但可以让汽车产业快速适应生产节奏,实现产业升级,更能让中小型企业的生产力得到最大程度的释放,充分利用自己独有的优势,不受资源限制。

      最后,白皮书表示,数字技术正在重塑我国汽车产业链,重新分配生产价值。未来,也会有更多制造企业主动拥抱数字技术,智能制造将会体系化、常态化。届时,率先采用数字技术的行业先锋不仅会获得更多红利,也能带领全行业迎来新一轮的制造繁荣。

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文章:适创科技首发一体化压铸数字技术白皮书
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