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定制化平锻机:为国产航空发动机叶片锻造“量体裁衣”的技术突围

新闻和资讯 180

面对高温合金叶片锻造的精度与效率挑战,一家山东的“专精特新”企业在竞标中凭借一款1250吨定制化平锻机,击败了多家大型国企,创造了行业样板。

2025年初,山东高密三江机械制造有限公司内,一台总重160多吨的定制平锻机正在三台吊车的协同下装车,准备发往土耳其——这是土耳其规模最大的锻造企业定制的汽车半轴生产设备。

而在早前,这家车间面积不足20000平方米、员工仅70人的小企业,刚刚在西安航空发动机有限公司招标的竞标中脱颖而出,击败一重集团和二重集团等多家大型国企。


01 精密锻造挑战

航空发动机被誉为现代工业“皇冠上的明珠”,而涡轮叶片则是这颗明珠中最璀璨的部分。这些叶片需要在超过金属熔点的高温环境中持续工作,承受巨大的离心力和热应力。

传统锻造方法在应对高温合金、钛合金等难变形材料时,往往面临成形困难、精度不足的问题。

随着国产大飞机项目和航空发动机自主研发的推进,精密锻造技术成为关键突破口。航空发动机叶片锻造涉及多道工序,包括锻造制坯、预成型、终成型等,每一道工序都直接影响最终产品的性能和质量。

三角防务航空发动机叶片精密锻造生产线锻造设备完成热载试车标志着我国在这一领域取得了重要进展,而平锻机作为其中的核心设备,其性能直接决定了生产线的整体水平。

02 平锻机技术演进

平锻机,又称卧式锻造机,是一种用于金属精密成形的关键装备。与传统立式锻压设备相比,平锻机具有多向施压能力,能够实现复杂形状零件的精密成形。

早期的平锻机多为机械传动,成形精度和柔性较差,难以满足航空发动机叶片等高精度零件的生产要求。

随着数控技术和伺服液压技术的发展,现代平锻机已实现全数字化控制。新威奇发布的国产首台套1000T数控伺服液压平锻机,采用西门子工艺型PLC+S120控制系统,能够精准预设滑块位置、压力值、速度等关键参数。

这种设备不仅能完成传统锻造任务,还能实现“任意部位聚料”,特别适合于立锻与平锻相结合的复杂零件精密模锻成形。

平锻机的技术演进正是中国制造业从“大而全”向“专精特新”转型的缩影。专业化定制成为平锻机制造企业生存和发展的关键,只有真正理解客户工艺需求,才能提供满足生产实际的高性能设备。

03 定制化优势竞标案例

2021年,西安航空发动机有限公司招标用于叶片锻造的1250吨平锻机设备,吸引了多家行业龙头企业参与竞标。高密三江机械制造有限公司作为一家“专精特新”中小企业,与一重集团天津重工有限公司、二重(德阳)重型装备有限公司同台竞争。

西安航空发动机有限公司的要求极为严格:设备计划一期单机运行投产,二期要实现全自动化生产,对设备本身的性能、精度、自动化等方面都提出了非常严苛的技术要求。

面对实力雄厚的国有企业竞争对手,三江机械的技术团队展示了独特优势。他们多次前往西安航空发动机有限公司现场调研,深入了解客户的生产工艺和实际需求。

这种 “量身定制” 的设计理念,使三江机械能够针对客户的具体工艺要求,设计最优的生产方案。

最终,三江机械以最高的技术分中标,其设备投产后生产效率、产能均实现翻倍增长,成为行业样板案例。

这一胜利不仅展示了定制化平锻机的技术优势,也表明在高端装备制造领域,深度理解客户工艺的“专精特新”企业同样能够与大型国有企业竞争并取得优势。

04 核心技术突破

定制化平锻机的核心优势在于能够根据客户具体需求,实现技术和工艺的最优匹配。以新威奇1000T数控伺服液压平锻机为例,其采用的高强度整体焊接机身通过有限元分析优化设计,机身强度高、刚性好,确保成形精度及一致性。

伺服液压系统的应用是现代平锻机技术的重要突破。与传统液压系统相比,伺服液压系统具有响应快、能效高、控制精度高等优势。新威奇的设备采用永磁同步电机驱动垂直夹紧油缸,伺服泵控系统驱动水平顶锻油缸,相较同类产品响应更快速,效率更高,能源消耗显著降低。

在控制系统方面,西门子工艺型PLC+S120系统的组合,提供了丰富的人机交互功能和拓展接口,便于自动化集成。操作人员可以轻松预设和调整关键工艺参数,实现生产过程的精确控制。

这些技术突破使定制化平锻机不仅能够满足航空发动机叶片等复杂零件的精密锻造要求,还能适应不同材料(如钛合金、不锈钢、高温合金)在不同温度条件(冷锻、温锻、热锻)下的成形需求。

05 行业影响发展

定制化平锻机的成功应用正在重塑国内高端锻造装备行业格局。传统上由大型国有企业主导的领域,正在迎来一批具有创新能力和市场敏锐度的中小企业。

三江机械每年有100多台套大型设备发往全国各地,远销荷兰、日本、俄罗斯等十几个国家和地区,广泛应用于航空、汽车、油田矿山装备等众多领域。

在航空领域,精密锻造设备的需求持续增长。三角防务作为行业龙头企业,其航空发动机叶片精锻项目中的相关锻造设备(螺旋压力机、平锻机、挤压机等)已实现锻造制坯、预成型、终成型等精密锻造工艺试生产要求。

这一进展不仅为国产航空发动机的自主保障提供了重要支撑,也为定制化平锻机等高端锻造设备创造了新的市场空间。

随着“中国制造2025”战略的深入推进,以及航空发动机、燃气轮机等关键领域国产化进程的加快,高端定制化锻造设备的市场前景广阔。越来越多的企业认识到,只有真正满足客户个性化需求的产品,才能在激烈的市场竞争中脱颖而出。

06 未来趋势展望

自动化与智能化是定制化平锻机未来发展的重要方向。随着工业互联网和人工智能技术的发展,下一代平锻机将具备更强的自适应能力,能够根据材料特性和工艺要求自动调整参数,优化锻造过程。

模块化设计将成为满足多样化需求的关键策略。通过标准模块的组合与配置,设备制造商能够在控制成本的同时,满足不同客户的个性化需求。这种“模块化定制”模式有望在效率与个性化之间找到最佳平衡点。

绿色制造也是平锻机技术发展的重要趋势。伺服液压系统等节能技术的应用,已经使现代平锻机的能耗显著降低。未来,进一步优化设备能效、减少材料浪费、降低环境影响,将成为平锻机技术创新的重要方向。

随着全球制造业格局的调整,中国定制化平锻机制造企业正面临“走出去”的新机遇。三江机械将设备出口到土耳其等国家表明,中国高端装备已经开始在国际市场上展示竞争力。

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