
2022 年 11 月 10 日,MFC《金属板材成形》杂志与中国金属冲压深拉伸行业联盟共同主办了此次活动。武汉·中国光谷精密制造行业协会、无锡模具行业协会以及昆山模具行业协会给予了协办支持。第五届深拉伸论坛在浙江·嘉兴平湖的白金汉爵大酒店顺利举行,约有 130 家企业的 220 名代表参与了此次会议。共七家公司对本次会议提供了赞助。
上午8点半,会议在洪亮的国歌声中揭开序幕。

第一场是专家做的报告,主题为“后疫情环境下冲压深拉伸和高速冲企业发展机遇”。他介绍了拉伸工艺的主要种类,包括连续冲压拉伸工艺、传送式拉伸工艺、机械手模组式拉伸工艺、液压拉伸工艺等。以往,在定制化拉伸复杂零件领域具有优势的最优秀拉伸企业主要是德国、美国和日本的公司。近些年,新能源车动力电力以及驱动电机、各种微电机得到发展。在此情况下,电池壳和电机壳的拉伸促使中国本土的拉伸设备、模具、润滑和拉伸件企业得以发展。大量资本进入后,购买了先进的机床、模具和软件,并且在局部领域已处于世界领先水平。在汽车产业链中,除了电池和电机这两个部分之外,拉伸企业主要为二级供应商、三级供应商以及四级供应商配套安全气囊的壳体零件、刹车系统的壳体零件、离合器的壳体零件等。这些零件的数量很大,并且技术难度较高,原本在很大程度上主要依靠进口或者由合资品牌来提供。在最近的一些年份里,这些复杂的零件一直在朝着国产化和本土化生产的方向持续推进。他认为新能源汽车发展的速度快得超乎想象。许多车型和零件都是中国原创的。那些错过了电池和电机行业的企业,还能够在汽车的其他配件方面寻找机会。

第二场是专家带来的报告,主题为“新能源汽车电池深拉伸模具技术及案例分析”。他提到 4680 的需求急剧增加,圆形电池被广泛应用是一个不可阻挡的趋势。该公司专注于该型号尺寸的电池壳生产,其直径固定为 46mm,高度在 80 至 130mm 之间都有生产,而电池的尺寸目前还没有国标进行指导。该公司采用的艺路线包括剪切、拉伸、变壁、成形、再成形和切料等工序,也可采用单机生产。这样做能够保证成形质量,量大时采用母机(落杯)加子机(拉伸)的整线生产方式。其采用的水冷拉伸模具,一个模具分解后有好几十个零部件。设计单机的冲压速度超过 80 次每分钟,实际速度约为 40 次每分钟,远超同行的 15 至 20 次每分钟,下个月有望突破 60 次每分钟。模具的关键位置需定时注入拉伸油,同时要注入合金镶块。送料系统选用了最稳定的伺服送料机,因为 4680 的电池表面是预镀镍材料,在拉伸之后不能有划伤,所以夹持方面要特别注意。该公司与德国以及本土的设备商分别展开合作,生产用于 4680 批量生产的拉伸专用机。他称国外电池生产商发来的一些模具要求已采用中国标准,这表明我们国内电池发展速度快于他们,且有部分已成为国际标准。

第三场是专家分享的内容为“拉伸装备、模具及工艺在航空领域的应用与发展”。红狮宝盛在 2005 年成立,其主要业务是从事航空精密钣金件的制造,以及机加件的制造、表面处理和装配测试等。业务涵盖航空内饰件、航空结构件、航空管件、发动机零部件、飞控系统零部件。提供飞机拉伸件和钣金件,其中包括飞机厨房系统的零件、飞机结构件的零件、飞机座椅系统的零件、管路管件系统的零件、生命支持系统的零件、卫生间系统的零件。这些零件整体体积较大,采用轻质的铝合金,精度要求高,品种多样,产品数量有限。如果采用常规的凸凹模进行开模冲压,成本会高到令人难以想象。因此,飞机的拉伸件通常采用橡胶半模成形或者液压胀形的方式来生产。该公司使用了瑞典橡皮囊压力机,这种压力机适合高附加值且小批量的零件成形。这个行业的门槛较高,市场规模较小,专业人才极为稀缺,供应链企业的技术也不稳定。所以,红狮宝盛切入这个领域之后,为集团带来了近半数的收入和利润。


第四场是专家的报告“深拉伸电机壳体工艺技术分析与发展”。该公司能提供从深拉伸模具的设计、加工、组装、调试到量产的一站式服务。它为客户提供精密的电机外壳、马达外壳、无刷电机外壳等业务。专业从事深拉伸冲压 20 多个零件。同时,它为日产、松下、美蓓亚、小米、三美等国内知名企业提供无刷电机外壳的模具。该公司使用的冲压设备包含冲床、30 冲床、台岛 TAI KD60 冲床、多工位压力机、协易 SN2 - 110 和 160 系列冲床、扬锻 J25 - 160B 冲床、东泰 HDP 和 NDP 系列多工位压力机。拉伸的进度参数分别为:同芯度是 0.03,真圆度是 0.01,振幅是 0.03,平面度是 0.02,偏肉量是 0.02,孔精度是 0.01。

第五场是专家分享的“新能源电池壳成形技术难点及发展”报告。这家企业是一家科技型民营企业,专注于为汽车行业生产冲压件产品。它服务的客户有德国博世、德国大陆、德国博泽等汽车零部件巨头。该公司拥有 190 名员工,占地面积达 40000 平米,其中厂房面积为 26000 平米,模具车间面积是 3000 平米。2021 年的销售额接近 2 亿,2022 年达到 2.8 亿,未来三年年均增长有希望超过 30%,预计在 2025 年能够达到 6 亿元。该公司的设备包含舒勒 800 吨冲压机和 160 吨冲压机,会田 300 吨多工位压力机并配有伺服机械手,还有 200 吨伺服冲床以及 80 至 200 吨的机械压力机,德国的卷圆机和日本爱阔特的清洗机等。未来两年,将投资舒勒 1250 冲床、400 吨伺服压力机,以及会田的 2 台 600 吨伺服压力机。该公司的产品包含皮带紧张器。
专家分享了模具保养的经验,分享了模具维修的经验,分享了防止模具起皱的经验,分享了防止模具破裂的经验。该公司认为,未来铝拉伸会更加成熟,不锈钢拉伸会更加成熟,拉伸材料的稳定性会得到提高,模内冷却技术是关键,模具快速修补技术是关键,深拉伸产品的清洁度要进一步提升,深拉伸产品视觉自动检测的效率要进一步提高,深拉伸产品视觉自动检测的准确率要进一步提高。

第六场是关于西北有色金属研究院的专家所做的报告,报告的内容是稀有金属装备制造中的钛合金深成形方法与技术要求。这是一家科技型企业,专业从事稀有金属装备的研制。它是上市公司西部材料的控股子公司,其前身是西北有色金属研究院爆炸与焊接研究所。该企业的产品通过了欧盟 PED 认证,拥有多项发明专利以及国家重点新产品。同时,它还取得了一、二类压力容器设计许可证和三类压力容器制造许可证。
该公司的铌设备成功应用了,填补了国内在该领域的空白。主要产品涵盖了由钽、铌、锆、钛、镍等稀有金属材料制造的各类非标设备,如换热器、反应器、塔器、储存器等。这些设备广泛应用于石化、精细化工、醋酸、甲酸、PTA、制药、氯碱、环保等行业。该公司有 190 名员工,其中硕博 26 人,中高级职称 53 人。2019 年的营收为 1.25 亿,2020 年为 2.20 亿,2021 年为 2.04 亿元。
该公司参加本次会议,其主要目的在于寻找合作商,这些合作商能够提供新工艺和新设备。该公司在钨、钼、钛、锆、钽、铌等薄壁稀有金属的钣金成形或旋压成形方面遭遇困难。例如,一个 1.5mm 厚的锆材薄壁材料零件,其长度使得折弯工艺难以达到标准,于是前来寻求深拉伸行业同行的技术支持。另外,板翅式换热器的翅片大多以铝、铜和钢制成,钛和钛合金板翅片较少。由于钛合金强度高、回弹大且低温塑性较差,他们希望能找到冲压和拉伸行业的专业人士,用新工艺或专用设备来解决这些问题。

第七场的报告是德国安德里茨凯撒压力机公司(GmbH)专家所作的“凯撒压力机的冲压和拉伸技术”。该公司进入中国之后,首次在行业内的会展活动中亮相。凯撒和舒勒都为奥地利安德里茨集团所控股,它们在中国的知名度不高,在世界压力机领域也属于高端小众的公司。
凯撒压力机于 1945 年成立。2004 年,它被并购进安德里茨集团。该公司拥有 150 余名员工。已交付 8000 多台自动化冲床和成形压力机。戴姆勒、大众、福特等欧美顶级车厂以及博世、法雷奥、德尔福等汽车零部件巨头都是其客户。该公司能够提供机械压力机、伺服压力机、落料压力机及周边自动化等,其吨位范围为 63 吨至 2500 吨。在压力机结构方面,采用整体铸铁或者铸铁+焊接钢结构。因其压力机刚性好、精度高、稳定性好,在业内闻名。并且在拉伸和高速冲压方面,都有丰富的解决方案。

凯撒在电机定转子冲压领域拥有数十年的经验。他能提供从开卷、矫平、进料到冲压、堆垛的完整生产线。其中,配备左右偏摆送料机加开卷线以及自动堆垛的双压力线,是他在电机行业的典型解决方案。同时,这也为高速发展的中国驱动电机行业提供了更多的选择。凯撒的 KSTU 4000 系列有最大冲压圆形料片,其直径很高。不同型号以及不同产品的冲速处于 20 到 320 次每分钟之间。

第八场是专家分享的报告,内容为“新能源汽车电池方型壳体技术与发展”。该公司成立于 2016 年,专注于铝合金紧密制造。其主要产品包括方形和圆形电池铝壳、刀片电池铝壳、方形和刀片电池顶盖以及圆形电芯顶盖。材料为 AL 3003 H14 以及 1.0t、1.2t、1.5t、1.6t。
该专家对目前的业内利用率进行了总结。直送料的材料利用率在 63%至 68%之间;偏摆材料的利用率在 68%至 72%之间;整卷下料的材料利用率能够达到 74%;对片料进行修型后,材料利用率可以达到 80%。
最小壁厚有变薄趋势,从 0.8mm 逐渐变为 0.6mm,之后会到未来的 0.5mm(针对中等或大壳体)以及 0.35mm(针对小壳体);宽度呈现加大趋势,从 148mm 逐步变为 160~200mm,接着会到未来的 281~350mm,甚至更大。
2022 年的拉伸速度主流在 20 到 35 SPM 之间。2024 年预计拉伸速度能够达到 20 到 50 SPM 。

第九场是专家分享的报告,报告内容为“汽车螺母板增厚深拉伸模具及自动化在线攻牙检测技术”。该公司专注于深拉伸模具、级进连续模、多工位机械手传递模、精冲、冷挤压、精密五金冲压及组装服务。其主要产品包括螺母板、拉伸件和汽配机壳。在特种深拉伸行业,该公司积累了很多技术。刘总分享的一体化螺母板,是一种零部件。这种零部件应用于高档汽车、家具、家电、电子行业。它融合了连续冷镦和连续深拉伸的技术。该拉伸件的直径高度比一般超过十倍。一般的拉伸会使材料变薄 20%以内。而希瑞的拉伸件端面往往需要变厚。因为在模具方面糅合了反镦、翻拉、挤压和成形等工艺来进行拉伸。
他结合产品图片,全面地进行了讲解。讲解了原材料的相关内容,讲解了硬度状态及抗拉强度的选择,讲解了拉伸油的选择,讲解了拉伸模具的选择,讲解了拉伸间隙的选择,讲解了冲床的选择,讲解了模腔内外 R 角的选择,讲解了拉深系数的选择,讲解了拉深温度的控制,也讲解了材料过程硬化的问题。有客户从远处赶来,专门来听这场讲座,这场讲座干货满满,客户们收获不小。

第十场是专家分享的“水溶性成形油在多工位拉伸的应用”。他首先讲了拉伸冲压行业存在的痛点:其一,油太粘,难以清洗干净;其二,工件上油过多,会导致焊接时冒烟;其三,模具会过热,需要停机让其散热;其四,油中含有元素氯,放置几天就会生锈;其五,工件的油滴遍布整个车间;其六,润滑油价格昂贵;其七,在拉伸过程中,容易产生划痕等。

他通过实际案例的视频以及实验数据,来证明福斯的水溶性成形油具备延长模具寿命的作用,同时还能降低成本,并且可以提高机床利用率。以 3mm 热轧酸洗板的螺纹板为例,进行了 21 道次冲压,冲压频次为每分钟 24 次,此过程涉及拉伸变形,所以需要对模具进行冷却。使用福斯成形油后,模具温度从 220 度降低到了 130 度,丝锥寿命从 8000 次提高到了 13000 次,成本降低了 45%,效果十分明显。
在电池壳领域,他提到目前江苏泰州以及河南新乡等地的电池拉伸现场情况。那里的现场基本都是油乎乎的,显得很脏,还在冒烟,零件冲完之后非常烫。然而,使用了福斯水溶性油之后嘉兴 技术支持 钢材,模具温度从 250 度降低到了 210 度。同时,生产效率提高了 18%。与纯油相比,润滑油成本降低了 20%。并且,把模具 R 角的修复时间从 3 天延长到了 23 天,而且模具变得很干净。福斯的水溶性成形油可用于座椅行业。
国内企业使用旭精机时,单模单出的最快速度为 90SPM。福斯的一个国外客户,其电池拉伸速度能够达到 150 次以上,并且是一模双出的模式,该客户的效率是国内企业使用旭精机时效率的三倍以上。
以 18650 钢壳为例,一台冲杯及配备 6 台拉伸机,一年可完成 5 亿只产量,且仅需两名操作人员。

最后一场是关于《金属板材成形》杂志专家的报告,内容为“动力电池和驱动电机等行业以及部分深拉伸和高速冲企业的简介”。深拉伸的机型主要有旭精机以及 凸轮结构专用拉伸机。它类似于发动机的工作原理,一根凸轮轴能够驱动一组活塞进行运动。每一个冲头就如同这个活塞一样,是被凸轮所驱动的。这些冲头既独立于其他冲头,彼此之间又能保持一定角度而同步运动,从而完成不同工位的拉伸工作。旭精机官网有介绍,30mm×5mm×47mm 的方形电池一分钟能够拉出 100 个,直径 18mm 高 68mm 的铁质筒形电池一分钟也能拉出 100 个。在国内,宁波精达已经制造出了类似机型的样机,能够在同一台设备上依次完成落料、多道拉伸、剪切、压花、打孔等工序,从而直接完成成形。
第二种技术路线是以天田、会田和协易为代表的伺服压力机路线。这种路线可以进行多工位的拉伸操作,并且能够利用伺服压力机一次性将材料拉伸成形。
第三种是传统多工位的机械或液压压力机,它通过多工位级进模具进行多步变形拉伸。宁波精达、江苏兴锻、扬力集团、明勖、金丰、奥玛特都具备生产多工位电池拉伸生产线的能力。其中,宁波精达生产出了旭精机凸轮结构的样机,其生产方形电池的效率接近每分钟 60 次,生产电池盖板的效率能达到每分钟 110 次。精达的圆柱形 4680 钢壳拉伸设备已完成样机生产。传统圆柱电池壳生产采用单机冲压设备,而此设备是由冲杯机和凸轮机等构成的连续生产线。该设备生产效率达到 100 个/分钟,每次最多能生产 15 件,这样最高可实现 1500 个/分钟的生产效率,同时还能提高材料利用率 5%至 6%。
第四种路线是易拉罐设备巨头苏州斯莱克将易拉罐的生产线改造成了电池壳拉伸生产线,不过仅对其自身的电池子公司进行销售,在业内尚未见到相关的图片和视频。该公司控股了河南新乡的盛达以及安徽的斯翔,并且投资建厂来生产圆柱电池,同时还控股了常州和胜以及常州莱胜,计划生产方型电池。
刀片电池不但带动了电池壳,还促使了钣金件需求的产生。
电池壳体拉伸成形有一定纵向深度嘉兴 技术支持 钢材,需用伺服冲床严格把控不同阶段的冲压速度,以确保成形过程中壁厚均匀,避免出现断裂,其加工难度较大;钢壳的拉伸比铝壳更难。用于壳体的伺服冲床是专用设备,对其要求较高。电池顶盖冲压一般使用高速精密冲床。顶盖结构中的盖板无需纵向拉伸,其冲压技术已成熟。顶盖结构中的防爆片无需纵向拉伸,其冲压技术已成熟。这些冲压件的冲压技术相当成熟。这些冲压件设备实现难度低于电池壳体。客户主要追求设备的高冲稳定冲压。

2021 年全球动力电池装机量同比增长 114%。全球装机 TOP15 的动力电池企业的装机总量为 281.58GWh,此装机量占整体装机电量的 96%。这些企业依次是宁德时代、LGES、松下、比亚迪、SK ON、三星 SDI、中创新航、国轩高科、远景动力、孚能科技、蜂巢能源、亿纬锂能、欣旺达、瑞浦能源。其中,中国电池企业占据了 11 个席位。这些企业累计的全球市场份额占比达到了 51%。它们巩固了自身作为全球最大市场的地位。
数据显示,2021 年全球锂电池结构件的市场规模达到了 255 亿元。此规模同比增长了 117.5%。其中,中国的市场规模为 181.3 亿元,占比 71.1%。因为锂电池出货量有大幅的增长,所以全球锂电池结构件的市场规模有望在 2025 年达到 768 亿元。从 2021 年到 2025 年,复利为 31.74%。
目前国内市场的参与者主要有科达利、震裕科技、无锡金杨等企业。科达利和震裕科技主要进行方形电池壳的销售,同时也经营圆形电池壳。无锡金杨主要从事圆柱电池壳的销售,同时也兼营方形电池壳。这几家公司把握住了新能源电池的发展机遇,成为了行业中的巨头。2022 年前三季度,科达利的营收为 59.7 亿元。其营收同比增长了一倍。科达利的利润是 5.93 亿元,利润同比增长了近六成。震裕科技的营收为 40 亿元,营收同比增加了一倍多。震裕科技的利润有所增加,增加幅度为 14.41%。
2021 年国内储能电池的出货量达到了 48GWh。这一出货量与去年相比增长了 2.6 倍。其中,电力储能电池的出货量为 29GWh。2020 年电力储能电池的出货量是 6.6GWh,2021 年相较于 2020 年增长了 4.39 倍。预计到 2026 年,中国锂电储能的总出货量将会达到一定数量,并且行业将保持快速增长的态势。国内外加大了对储能领域政策的实施力度,储能市场进入了快速发展阶段,并且应用于储能锂电池的电池结构件也将获得快速发展。
他介绍了驱动电机行业的整体状况。电机的定子和转子通常是由高速冲床冲压矽钢片后叠加形成的。这个行业的发展曲线以及增速与电池相似,属于庞大的产业。汽车主机厂比亚迪和特斯拉,以及专业电机制造商如方正电机等几十家上市公司都在参与竞争,以获取其中的利益。
他推荐了创迈公司的典型产品,用以展示精密深拉伸的特点;他推荐了西德克公司的典型产品,用以展示精密深拉伸的特点;他推荐了东莞富士冲公司的典型产品,用以展示精密深拉伸的特点;他推荐了德国欧舍尔公司的典型产品,用以展示精密深拉伸的特点;他推荐了全能精密公司的典型产品,用以展示精密深拉伸的特点;他推荐了苏州三维公司的典型产品,用以展示精密深拉伸的特点。
报告环节结束后,参会代表依次介绍各自的企业情况以及参会目的。有些企业从事深拉伸工作已经多年,有些企业则是因为工艺需求而进行深拉伸,他们前来寻求供应商供货,或者在自己上生产线时需要帮助。同时,也有不少来自压力机、模具、润滑、涂层、模具钢等公司的代表。
2022 年制造业整体呈下行态势,在这大背景下,新能源汽车的产业链成为少数的亮点。高速冲行业实现了自动化,深拉伸行业的设备专用化得以推进,工艺路线设计不断优化,自动化传输得以开展,模具冷却和润滑技术不断进步,零件清洗技术等也在发展。由于大量的资本和研发投入,这些方面日新月异。电池的产能预计将会进一步扩大,目前行业仍有红利,其利润率比普通冲压要高很多。





分享结束了。当晚有大约 70 位代表参加了欢迎晚宴。他们在晚宴上把酒言欢,还互换了名片,以此增进了感情。

这次活动是在疫情期间举行的。讲座包含了许多实际应用案例。报告的涵盖范围很广。代表们之间的交流比 MFC 其他会议都更为充分。和前几届会议一样,行业仍在爆炸式增长。参会公司的订单都很充足。参会公司对未来几年都充满信心。今年的深拉伸和高速冲论坛暂定于 11 月份在华南举办。

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