От «литья» к «интеллектуальному производству»: процесс литья алюминия под давлением внедряет композитные материалы, повышая коррозионную стойкость и эффективность
2025-07-03
Поскольку мировая обрабатывающая промышленность ускоряет свою трансформацию в сторону интеллекта и экологизации, отрасль литья алюминия под давлением достигла важной вехи. Недавно «композитно-усовершенствованная интеллектуальная технология литья алюминия под давлением», совместно разработанная научно-исследовательскими группами из многих отечественных университетов и ведущих предприятий, была официально запущена в массовое производство. Благодаря глубокой интеграции высокопрочных композитных материалов с расплавом алюминиевого сплава, коррозионная стойкость продукта была улучшена на 40%, а эффективность производства была повышена на 35%, что ознаменовало переход отрасли литья алюминия под давлением в моей стране от традиционной модели литья к высококлассному пути «интеллектуального производства + инновации в области материалов».
Прорыв в основных технологиях: композитные материалы восстанавливают ген процесса литья под давлением
Ключом к этой технологической инновации является преодоление ограничений традиционного литья под давлением одного материала из алюминиевого сплава. Команда НИОКР разработала композитный армирующий агент, состоящий из наноразмерных керамических частиц и высокопрочной эпоксидной смолы с помощью молекулярного уровня проектирования. Армирующий агент образует трехфазную композитную структуру «металл-смолы-керамики» с расплавом алюминиевого сплава во время процесса литья под давлением: керамические частицы равномерно распределяются в матрице алюминиевого сплава, создавая трехмерный армированный скелет, который увеличивает прочность материала на растяжение на 25%; эпоксидная смола образует плотную защитную пленку во время охлаждения и формования, продлевая время соответствия испытания на коррозию в солевом тумане с 48 часов в традиционном процессе до 85 часов, а характеристики коррозионной стойкости преодолевают узкое место отрасли.
«Мы интегрировали 128 наборов микродатчиков в литейную форму для мониторинга состояния сплавления композитного материала и алюминиевой жидкости в режиме реального времени». Доктор Ли, главный научный сотрудник проекта и профессор Школы материаловедения и инженерии XX Университета, пояснил: «Алгоритм ИИ динамически регулирует давление литья под давлением и скорость охлаждения, чтобы гарантировать равномерное распределение композитного материала в микронном масштабе, что не только сохраняет высокую текучесть алюминиевого сплава, но и придает ему атмосферостойкость и твердость поверхности, которых трудно достичь при традиционном литье под давлением».
Проверка массового производства: эффективность линии по производству автозапчастей возросла
На новой энергетической базе по производству автозапчастей в Чжэцзяне первая интеллектуальная линия по производству литья под давлением, оснащенная этой технологией, стабильно работает уже три месяца. Данные показывают, что уровень дефектов корпусов двигателей, произведенных с использованием нового процесса, снизился с 12% до 4,5%, производственный цикл одной детали сократился с 220 секунд до 140 секунд, а общее потребление энергии снизилось на 22%. «Самым значительным изменением является упрощение процесса постобработки». Менеджер Ван, директор по производству компании, показал поддон для аккумуляторной батареи из алюминиевого сплава, который только что сошел с линии. «Традиционный процесс требует трех антикоррозионных распылений. Теперь защитный слой композитного материала сам по себе может соответствовать стандарту водонепроницаемости IP68, а стоимость одного процесса снижена на 30%».
Испытания на месте показали, что на поверхности новых литых деталей, которые были подвергнуты 72-часовому испытанию в соляном тумане, нет пятен ржавчины, в то время как контрольные образцы, использующие традиционный процесс, уже образовали плотные коррозионные язвы. Это улучшение производительности напрямую способствует проникновению продукта на рынок высокого класса. Недавно компания успешно вошла в цепочку поставок немецкого люксового бренда, поставляя основные структурные детали для своих электромобилей следующего поколения. Цена за единицу была на 15% выше, чем у традиционных продуктов, а объем заказов увеличился на 40% в годовом исчислении.
Промышленная трансформация: открытие высококлассного пространства для применения в различных областях
Помимо автомобильной промышленности, эта технология быстро распространяется на 3C-электронику, аэрокосмическую промышленность, морскую технику и другие области. В области потребительской электроники отечественный бренд мобильных телефонов опробовал новый тип литого под давлением алюминиевого корпуса, который улучшил свою устойчивость к падениям на 30% и имеет поверхностную износостойкость более 100 000 раз, что соответствует требованиям к конструкции «интеграции без распыления» для высококлассных моделей; в области аэрокосмической промышленности производитель беспилотников использует этот процесс для производства легких структурных деталей, срок службы которых в 2 раза больше в прибрежных условиях с высокой влажностью, что способствует экспорту продукции на рынок Юго-Восточной Азии.
«Это глубокая интеграция революции материалов и революции производства». Г-н Чэнь, вице-президент Ассоциации литейщиков Китая, проанализировал: «Внедрение композитных материалов не только решает болевые точки производительности традиционного литья алюминия под давлением, но и реализует «индивидуализацию по требованию» с помощью интеллектуальной технологии. В будущем прочность, коррозионная стойкость, теплопроводность и другие параметры материала можно будет точно контролировать в соответствии с различными сценариями применения, по-настоящему реализуя «один материал для многократного использования». Он также отметил, что с продвижением цели «двойного углерода», снижение потребления энергии и улучшение коэффициента использования материала (с 82% до 94%), обеспечиваемые этой технологией, еще больше повысят глобальную конкурентоспособность отрасли литья алюминия под давлением в моей стране.
В настоящее время технология сформировала полную систему интеллектуальной собственности, в общей сложности подано 37 заявок на патенты на изобретения, и была выбрана Министерством промышленности и информационных технологий в качестве «Отличных сценариев для интеллектуального производства». С ускоренной разработкой отраслевых стандартов ожидается, что внутренний рынок литья алюминия под давлением высокого класса будет расширяться с годовым темпом роста в 25% в течение следующих трех лет, что приведет к тому, что промышленный кластер на уровне триллиона перейдет в средний и верхний сегмент цепочки создания стоимости.
От традиционного литья «тупых, больших и грубых» до интеллектуального производства «точных и контролируемых» — прорыв в технологии литья под давлением композитных материалов — это не только технологическое обновление отрасли, но и яркий пример «интеллектуального производства Китая» от следования к лидерству. Когда композитные материалы на основе металлов встречаются с промышленным Интернетом, литье алюминия под давлением, традиционная отрасль с вековой историей, излучает новую жизненную силу в новую эпоху.
