南京緊固件精密加工：緊固連接件冷成型之路
歲月更迭，經過2年多的建設，克服了疫情等一系列不利因素后，位于雨花經開區(qū)的中機申億檢驗檢測及高端零部件智能制造生產基地項目如今已正式投入運營。
對投資建設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、填補湖南省內行業(yè)空白的重任。
從最初的高起點謀劃設計，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緊固件行業(yè)的先行者？智慧工廠又將如何引領行業(yè)風向？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)不可或缺的關鍵基礎零部件。
在工業(yè)文明的發(fā)展進程中，人類對金屬冶煉技術的得心應手，加上機械設備不斷更新迭代，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。
先看國內環(huán)境，我國“雙碳”戰(zhàn)略的提出，持續(xù)刺激企業(yè)轉型升級，通過減少單件產品能源消耗量，從而減少碳排放，提高生產質量。
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、質量不穩(wěn)定、效率低，而且人工干預度高，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)格緊固件的生產制造。
此前，行業(yè)內鍛造大規(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，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)模化生產，以保證產品的一致性，關鍵在于模具。
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了十余名技術骨干組建了設計研發(fā)團隊，自主設計模具，并由經驗豐富的工程師擔任負責人。
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，申億精密負責人斬釘截鐵：“要么不做，做就要做成行業(yè)制高點?！?/p>
設計一個模具，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，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?！必撠熑嘶貞浧鹧邪l(fā)過程，當初的碰壁景象歷歷在目。但經過7個月的反復嘗試，申億精密不僅設計出了合適的模具，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15億元建設中機申億檢驗檢測及高端零部件智能制造生產基地項目。這是申億精密在雨花經開區(qū)的第三次投資。
從雨花經開區(qū)智新路拐入上述項目，是申億精密建設的檢驗檢測中心，一樓擺放著十余臺2米多高的設備。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，在關鍵零部件領域，核心基礎材料、先進制造工藝和安全可靠性等共性技術缺乏標準應用研究的統(tǒng)一平臺，且國內長期簡單引進、引用國外技術標準，缺乏獨立自主的試驗驗證，標準化技術匱乏。
面對現(xiàn)實和困境，申億精密借助自身積攢的深厚產業(yè)基礎和強大研發(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”三位一體的機械設備及零部件第三方檢測中心，不僅提供專業(yè)檢測服務，還致力于先進制造工藝及關鍵零部件應用驗證、國家級標準驗證檢驗等一體化服務。湖南中機申億檢測技術有限公司也被認證為“湖南省產業(yè)技術基礎公共服務平臺”。
作為標準件行業(yè)服務模式引領者，中機申億檢測中心瞄準核心零部件和工程機械領域檢測標準化方向，為區(qū)域制造業(yè)轉型升級和新興產業(yè)戰(zhàn)略布局提供技術研發(fā)、技術服務、產業(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，經過幾年發(fā)展，現(xiàn)有國際一流設備400余臺套，檢測能力在國內名列前茅。
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%，還能延長產品使用壽命，處于國內領先水平。
申億機械應用研究院則依托國家技術標準創(chuàng)新基地平臺，打造了國家技術標準創(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協(xié)同創(chuàng)新中心、湖南申億零部件質量監(jiān)督檢測中心等技術創(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)產品體系豐富，涉及40多個大類、數(shù)萬種產品；三是申億通過整理、匯集各類產品樣件，加以判斷分析，并形成預防和處置方案，建立了失效產品資料庫，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品，就是建設上述項目的初衷。
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的“燈塔工廠”。一臺設備就是一條產線，采用工藝集成的先進模式進行全封閉式生產，這不僅在申億精密是頭一回，更是行業(yè)內首個“吃螃蟹的人”。
處于項目B棟的智慧工廠，車間布局采用產線全閉環(huán)設計，分為三個區(qū)域：冷鐓成形區(qū)、產品暫存區(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，一舉將冷成型產品由單件重量2200克提升到5000克。冷鐓機中內嵌的成套模具全部由申億精密自主研發(fā)設計。
“這臺冷鐓機可生產直徑達42毫米的桿類零件，一分鐘設計產能60個，產品將廣泛用于塔機、風電、高鐵和核電等關鍵部位?！鄙陜|精密智慧工廠有關負責人介紹，與既有分步式生產方式比較，該設備占地面積僅僅為20%，能耗降低了70%，用工15%，而單位時間產出高出8至10倍，極大地提高了單位面積產出效率，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)在設備上。
整個智慧工廠生產全過程的每一個環(huán)節(jié)都在監(jiān)控當中，通過傳感器采集產程中各項指標，通過網絡傳輸?shù)娇刂浦行倪M行實時監(jiān)控，保證了設備的正常運行和產品的質量一致性，同時也邁出申億精密數(shù)字化轉型的重要一步。
此外，在同一個車間里完成從材料到成品的全流程，各生產區(qū)間的產品轉運和工藝鏈接由智能AGV完成，優(yōu)化了轉運動線，降低工人勞動強度，提高了產出效率，充分實現(xiàn)了產線最短、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，余熱循環(huán)再利用，外墻也采用環(huán)保輕質材料，降低了能源消耗，實現(xiàn)節(jié)能降碳綠色生產。
申億精密負責人表示，申億要建設的是一個世界一流的企業(yè)，一個技術領先、品質穩(wěn)定、節(jié)能高效可持續(xù)發(fā)展的新型零部件制造領域的燈塔工廠，一個運用模擬仿真、數(shù)字孿生、智通網聯(lián)、新能源技術的企業(yè)典范，用科技的力量引領行業(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
自進駐雨花經開區(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，經過多年不懈探索和自主研發(fā)，已實現(xiàn)工程機械關鍵部位的關鍵核心緊固件進口件替代，配套率超過90%。
當前，申億精密正在承擔實施工信部立項的“裝備用高性能緊固件產品開發(fā)”和“重點緊固件產品、工藝‘一條龍’應用示范方向”兩項重大攻關項目。
申億精密提供的產品廣泛運用于工程機械、航空航天、高鐵橋梁等重點領域，在鑄造全球最大噸位履帶起重機、全球首臺永磁電機驅動盾構機等“大國重器”過程中提供了高性能緊固連接件解決方案。
一個個產品案例、一個個應用場景，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，不敢松懈；
你看，服務很多元，既承擔土地報建、項目申報等服務，也提供疫情防控、市場渠道開拓等指導；
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基地的正式投產，也讓雨花經開區(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)產品資源自主可控，實現(xiàn)中國制造領先世界的夢想。
