原创 MFC 冲压与模具工艺
2022年11月10日，第五届深拉伸论坛成功举办了，该论坛是由MFC《金属板材成形》杂志以及中国金属冲压深拉伸行业联盟主办的，武汉·中国光谷精密制造行业协会还有无锡模具行业协会以及昆山模具行业协会是协办方，举办地点在浙江·嘉兴平湖的白金汉爵大酒店，大约有220名代表参会，这些代表来自130家企业。
会议时间段内，全国各地疫情持续不断，好多地方施行三天两检的政策呢，原本计划好的参观企业没办法接待参观了。这次会议获赞助了，有七家公司分别是，天田（中国）有限公司，苏州汇川技术有限公司，福斯润滑油（中国）有限公司，还囊括协易科技精机(中国)有限公司，扬州锻压机床有限公司，宁波澳玛特高精冲压机床股份有限公司，滁州冠源精密科技有限公司 。
上午8点半，会议在洪亮的国歌声中揭开序幕。
第一场，是创迈精密金属成型(苏州)有限公司的专家所做的报告，报告题目为“后疫情环境下冲压深拉伸和高速冲企业发展机遇”。他介绍，拉伸工艺主要有几种，分别是连续冲压拉伸工艺、传送式拉伸工艺、机械手模组式拉伸工艺、液压拉伸工艺等。以前，最优秀的拉伸企业主要是德国、美国和日本公司，它们在定制化拉伸复杂零件领域具备优势。
近些年来，伴随新能源车动力电力以及驱动电机、各类微电机地发展，电池壳与电机壳拉伸促使中国本土拉伸设备企业、模具企业、润滑企业以及拉伸件企业得以发展，大量资本涌入，购置先进机床、模具与软件，已在局部领域处于世界领先水准，在汽车产业链里，除电池与电机外，拉伸企业主要为二级供应商配套安全气囊、刹车系统、离合器等壳体零件，为三级供应商配套安全气囊、刹车系统、离合器等壳体零件，为四级供应商配套安全气囊、刹车系统、离合器等壳体零件，这些零件数量众多，技术难度颇高，原本主要依靠进口或者合资品牌供应 。
近些年来，这些繁杂零件始终在国家化以及本土性生产。他觉得新能源汽车发展速率，超出预想，诸多车型与零件为中国自主原创，错失电瓶与马达行业的公司，仍能够于车辆其他配件方面寻觅契机。
第二场，是由明益科技（宁波）有限公司的专家带来的报告，报告题目为“新能源汽车电池深拉伸模具技术及案例分析”。他提到，4680的需求急剧增长，圆形电池被广泛应用，这是一种无法阻挡的趋势。该公司专注于该型号尺寸的电池壳生产，其直径46mm是固定的，高度在80～130mm之间都有进行生产，而电池的尺寸目前还没有一个国家标准予以指导。
该公司所采用的工艺路线，是进行剪切、拉伸、变壁、成形、再成形以及切料，其仍采用单机生产，如此能够保证成形质量，若量大便采用母机（落杯）与子机（拉伸）进行整线生产。该公司采用的是水冷拉伸模具，当一个模具分解开来时有着好几十个零部件，其设计单机的冲压次数超过每分钟80次，而实际速度大约为每分钟40次，远远超过同行（每分钟15至20次），且下个月有望突破每分钟60次。
需要定时在模具的关键位置注入拉伸油以及合金镶块，送料系统选用最稳定的伺服送料机，由于4680的电池表面是预镀镍材料，拉伸之后不能出现划伤，夹持的时候要特别加以注意，该公司还与德国以及本土设备商分头合作生产拉伸专用机，用以4680的批量生产，他讲国外的电池生产商发过来的一些模具要求，已然在采用中国的标准，表明我们国内电池发展已然比他们快，有些还成了国际标准。
第三场是由海宁红狮宝盛科技有限公司的专家进行分享 的，其内容有关“拉伸装备、模具及工艺在航空领域的应用与发展”，海宁红狮宝盛科技有限公司在2005年的时候成立，该公司主要做的事情是制造航空精密钣金件和机加件，还要进行表面处理以及装配测试等 。
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，还提供飞机拉伸件以及钣金件，像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，采用轻质的铝合金制成，精度要求高，品种多，产品数量有限，若用常规的凸凹模都开模冲压，成本会高得不可想象。
因此，飞机的拉伸件，通常借助橡胶半模成形，或者通过液压胀形来生产。这家公司选用了瑞典Quintus橡皮囊压力机，它适宜高附加值的小批量零件成形。此行业门槛颇高，市场相对较小，专业人才极为匮乏，供应链企业技术不稳定。故而红狮宝盛涉足这个领域后，达成了集团近乎半数的收入与利润。
第四场，是深圳市精致电机科技有限公司专家做的报告，名为“深拉伸电机壳体工艺技术分析与发展” 该公司能提供一站式服务 从深拉伸模具设计开始 接着是加工 再到组装 之后是调试 最后直至量产 它可为客户提供精密的电机外壳业务 还有马达外壳业务 以及无刷电机外壳业务 该公司专业做深拉伸冲压20多个零件 同时还为日产、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 。
该公司所用冲压设备包含，AIDA60冲床，Misuiseik bruderer 30冲床，台岛SHINIG TAI KD60冲床，OSAWA45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，其拉伸进度参数如下，同芯度0.03，真圆度0.01，振幅0.03，平面度0.02，偏肉量0.02，孔精度0.01 。
先锋汽车零部件有限公司，是一家科技型民营企业，专注于做冲压件产品，为汽车行业服务，其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。该公司有员工190人，占地40000平米，厂房26000平米，模具车间3000平米。第五场是这家公司的专家分享的报告，内容为“新能源电池壳成形技术难点及发展”。2021年该公司销售额接近2亿，2022年为2.8亿，未来三年年均增长有望超过30%，在2025年达到6亿元。
该公司的设备，主要有些什么呢，有舒勒800吨冲压机，还有舒勒160吨冲压机，会田300吨多工位压力机，且配有伺服机械手，另外还有200吨伺服冲床、80到200吨的机械压力机，德国Bihler的卷圆机，以及日本爱阔特的清洗机等。未来两年呢，还会进行投资，要投资舒勒1250冲床，还要投资400吨伺服压力机，以及会田的2台六百吨伺服压力机。该公司的产品，主要包含哪些呢，有刹车系统智能助力器外壳系列，有电机外壳系列，有电机端盖，还有皮带紧张器等。
专家分享了一些经验，这些经验涉及模具的保养，涉及模具的维修，还涉及防止起皱以及防止破裂。该公司对未来有着判断，其判断是铝拉伸会更加成熟，不锈钢拉伸也会更加成熟，拉伸材料的稳定性将会得到提高，模内冷却技术是关键，模具快速修补技术也是关键，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也要进一步提高。
报告“稀有金属装备制造中的钛合金深成形方法与技术要求”，是由西北有色金属研究院、西安优耐特容器制造有限公司的专家在第六场带来的。这是一家科技型企业，专业从事稀有金属装备研制，是上市公司西部材料的控股子公司。其前身为西北有色金属研究院爆炸与焊接研究所，产品通过欧盟PED认证，拥有多项发明专利以及国家重点新产品，还取得了一、二类压力容器设计许可证，三类压力容器制造许可证。
有一家公司，其钽设备制造技术达到世界先进的水平哦，锆设备制造技术处于国内领先的位置呢，钛、镍设备制造技术在国内属于一流的水准哟，铌设备成功应用之后，填补了国内这片特定领域相关的空白呀。这家公司的主要产品涵盖了钽、铌、锆、钛、镍等各类经由稀有金属材料制造而成的非标设备，包含各类换热器、反应器、塔器、储存器等等呢，这些产品广泛应用于石化、精细化工、醋酸、甲酸、PTA、制药、氯碱、环保等诸多行业呀。此公司有着一百九十名员工，其中硕士与博士共计二十六人，具备中级以及高级专业职称之人有五十三名，在二零一九年之时，其营业收入总计为一亿两千五百万元，到了二零二零年，这一数值变为两亿两千万元，而在二零二一年，此公司的营收数额为两亿零四百万元 。
该公司参与此次会议，其主要目标在于寻觅新工艺的合作商，同时也在于找寻新设备的合作商。该公司在钨、钼、钛、锆、鉭、铌这些材料的薄壁稀有金属钣金成形方面，遇到了麻烦，在旋压成形上，也碰到了困难，举例来说，有一个锆材的薄壁材料零件，其厚度为1.5mm，长度是3000mm，若应用折弯工艺，很难达到标准要求，故而寻求深拉伸行业同行给予技术支持，另外，板翅式换热器的翅片，较多的是以铝、铜和钢制成的，钛和钛合金板翅片数量较少，钛合金具备强度高、回弹大以及低温塑性较差的特点，他们想要找冲压和拉伸行业的专业人士，借助新工艺或专用设备来解决上述种种问题等等 。
第七场有德国安德里茨凯撒压力机公司（ANDRITZ Kaiser GmbH）专家的报告，报告主题是“凯撒压力机的冲压和拉伸技术”，该公司进入中国后，首次在行业内会展活动中现身。凯撒是被奥地利安德里茨集团控股公司，舒勒也是被奥地利安德里茨集团控股的公司，它们在中国知名度不高，在世界压力机领域属于高端小众公司。
凯撒压力机，于1945年成立，在2004年的时候，被并购进入安德里茨集团，它拥有150余名员工，交付了8000多台自动化冲床以及成形压力机，戴姆勒、大众、福特等欧美顶级的车厂，还有博世、法雷奥、德尔福等汽车零部件巨头，大多都是它的客户。那公司可供应机械压力机，其范围是从63吨至2500吨，还有伺服压力机、落料压力机及周边自动化设备，压力机结构采用整体铸铁，或者是铸铁加焊接钢结构，因压力机刚性优良，精度高强、稳定性出色在业内颇为知名，针对拉伸和高速冲压皆有着丰富的解决办法。
在电机定转子冲压领域，凯撒拥有数十年经验，能提供完整生产线，涵盖开卷、矫平、进料、冲压、堆垛等环节，其配备左右偏摆送料机、开卷线、自动堆垛的双压力线，是电机行业典型解决方案，还为高速发展的中国驱动电机行业提供更多选择，凯撒的KSTU 4000系列冲压圆形料片最大直径达1240mm，不同型号不同产品冲速在每分钟20至320次 。
由浙江中泽精密科技有限公司的专家分享的报告“新能源汽车电池方型壳体技术与发展\"在第八场，这家公司于2016年成立，专注于铝合金紧密制造，其主要产品有方形和圆形电池铝壳，还有刀片电池铝壳，另包括方形和刀片电池顶盖以及圆形电芯顶盖。描述方形当下能够进行拉伸操作的产品尺寸范畴，宽度方面，是一百二十毫米至三百一十毫米 ，厚度方面，为十二毫米至八十五毫米 ，深度方面，处于六十毫米至二百三十五毫米 ，大面壁厚有着零点三五毫米、零点五毫米、零点六毫米、零点八毫米几种规格 ，材料是AL 3003 H14 、一点零吨、一点二吨、一点五吨、一点六吨 。
业内利用率被该专家总结，直送料材料利用率处于63%至68%之间，偏摆材料利用率为68%至72%，整卷下料材料利用率能够达到74%，片料修型时材料利用率可以达到80%。
最小壁厚呈现变薄的态势，这种态势是从0.8mm开始，接着变到0.6mm，而后朝着未来的数值变化，在中等或者大的壳体情况下是0.5mm，在小壳体的情形下是0.35mm；宽度展现出加大的趋向，此趋向由148mm起步，进而增大到160至200mm，最终朝着未来又变为281到350mm，甚至是更大的数值。
主流的2022拉伸速度是20至35 SPM，2024预计拉伸速度会达到20至50 SPM 。
专家分享的报告“汽车螺母板增厚深拉伸模具及自动化在线攻牙检测技术”，是第九场，是由宁波希瑞五金科技有限公司分享的，该公司专业从事深拉伸模具，从事级进连续模，从事多工位机械手传递模，从事精冲，从事冷挤压，从事精密五金冲压及组装服务，其主要产品是螺母板，是拉伸件，是汽配机壳，在特种深拉伸行业有很多技术积累。
刘总所分享的一体化螺母板，是用于高档汽车、家具、家电、电子行业的一个零部件，它融合了连续冷镦与连续深拉伸。该拉伸件直径高度比一般超十倍，一般拉伸变薄在20%以内，而希瑞的拉伸件端面往往需变厚，因其在模具方面糅合了反镦、翻拉、挤压及成形工艺来做拉伸。
关于原材料，他结合产品图片，全面讲解了硬度状态及抗拉强度如何选择，拉伸油需要怎样选择，拉伸模具该如何选择，拉伸间隙又要怎么选，冲床的选择是怎样的，模腔内外R角的选择情况，拉深系数的选择要点，拉深温度的控制以及材料过程硬化问题等等，进行了经验分享。有客户从远方赶来，专门来听这场讲座，这场讲座干货满满，客户收获甚多。
第十场，是福斯润滑油（中国）有限公司的专家所分享内容，为此分享“水溶性成形油在多工位拉伸的应用”，他先是讲了拉伸冲压这个行业存在的痛点，其一油太过于粘稠，清洗干净有难度 ；其二十工件上存在较多的油，焊接进而产生冒烟现象；其一模具出现过热的情况，需要停下让模具进行散热；其一油里包含氯这种元素，放过几天就会引发生锈状况；其一车间里工件油滴分布到处都是 ；其一润滑油的总价过于昂贵；第一个其在进行拉伸时，容易产生划痕等一系列等状况。
视频播放着种种实际案例，数据体现相应实验结果，他以此来证实，福斯的水溶性成形油能够起到延长模具寿命的作用，能够达成降低成本的目标，能够实现提高机床利用率的成效。拿之前所使用的3mm热轧酸洗板的螺纹板来说，有着21道次冲压工序，冲压频次为每分钟24次，其中涉及拉伸变形情况，这种情况下需要对模具进行冷却处理，在使用了福斯成形油以后，模具温度从原本的220度降到了130度，丝锥寿命所提高的次数从8000次增长到13000次，成本降低幅度达到45%，等等这些效果显著。
于电池壳领域，他讲到，当前江苏泰州、河南新乡等地的电池拉伸现场，大体皆颇为油污，甚为脏污，且伴有冒烟现象，零件冲压完成之后极烫。在使用福斯水溶性油后，模具温度自250度减低至210度，生产效率提升18%，与纯油相较，润滑油成本降低20%，将模具R角的修复时间由3天延展至23天，并且模具极为洁净。福斯的水溶性成形油，可应用于电机、车身、安全气囊、滚针轴承、电池、座椅行业。
旭精机的单模单出，国内企业使用时最快能达到90SPM，而国外客户福斯的电池拉伸速度，能突破150次以上，并且是一模双出，其效率比前者高出三倍之多。
福斯联合设备商设计了一种水溶性电池壳拉伸自动化系统，该系统有钢带整卷上料的特点，此上料无需分切；还有专机开杯落料的特性，能够节省材料；具备高效传送系统，其可避免磕碰；拥有高速拉伸冲压功能，能使效率得到提升；采用一机双模设计，可减少投资。以18650钢壳为例，一台冲杯及配6台拉伸机，一年能完成产量5亿只，完成这些产量仅需两名操作人员。
最后一场，是一场报告，这场报告来自《金属板材成形》杂志的专家，其主题是”动力电池和驱动电机等行业及部分深拉伸和高速冲企业简介”。深拉伸机型里，主要的是旭精机以及US Baird凸轮结构专用拉伸机。这种拉伸机，有着跟发动机工作原理相仿的特点，也就是有一根凸轮轴，它会驱动一组活塞进行运动。并且其中 ，每一个单独存在，独立于其它冲头的冲头，就如同那些被凸轮驱动的活塞一样。它们彼此分开，但又在角度上保持一定同步，以此来完成不同工位的拉伸 。
旭精机官网讲，30mm×5mm×47mm的方形电池，一分钟可以拉100个，直径18mm高68mm的铁质筒形电池，一分钟也是能拉100个。国内呢，宁波精达已制造出类似机型的样机，在同一台设备上，完成落料，多道拉伸，剪切，压花，打孔等工序，直接达成成形 。
以天田、会田和协易为代表的伺服压力机路线，归属于第二种技术路线，它将多工位的拉伸，借助伺服压力机以一次性拉伸成形的方式来达成 。
接下来要说的第三种，是那种传统的、配备多工位的、机械类型或者液压类型的压力机，它运用多工位级进模具进行多步骤的变形拉伸操作；宁波精达、江苏兴锻、扬力集团、明勖、金丰、奥玛特这些企业，能够打造多工位的电池拉伸生产线，当中宁波精达还制造出了旭精机凸轮结构的样机，该样机生产方形电池的时候，效率差不多接近每分钟60次，生产电池盖板的时候，能够达到每分钟110次。
精达的那种圆柱形的4680钢壳的拉伸设备，已经完成了样机生产，它跟传统圆柱电池壳生产时采用的单机冲压设备不一样，这个设备是由冲杯机上述以及凸轮机等组成的连续生产线，其生产效率能达到每分钟100个，每次最多生产15件，也就是最高能实现每分钟1500个的生产效率，并且还能将材料利用率提高5%至6%。
第四条路线是，易拉罐设备的巨头苏州斯莱克，将易拉罐的生产线改造成做电池壳拉伸的生产线，然而仅限对它的电池子公司售卖，在业内还未曾见到相关的图片以及视频。这家公司对河南新乡盛达、安徽斯翔实施了控股行为，并投资建设工厂来生产圆柱电池，还对常州和胜以及常州莱胜进行了控股，同时计划生产方型电池。
他介绍，锂电池结构产业链之中，上游是原材料供应商，涵盖铝材、铜材、钢材等；中游是结构件制造商，包含动力及储能电池、便携式锂电池、汽车结构件制造等；下游是电池厂商或者具备电池生产能力的主机厂。锂电池结构件的成本大概是电池的16%。刀片电池不但带动了电池壳，还催生了钣金件的需求。
电池壳体拉伸成形存有一定纵向深度，鉴于此需运用伺服冲床严谨把控不同阶段冲压速度，以此保障成形进程中壁厚实现均匀性，避免出现部件断裂状况，因之加工难度相对较高；就钢壳来讲，其拉伸难度要比拼铝壳更高一筹。用于壳体的伺服冲床属于专用设备，对其要求颇为严格。电池顶盖冲压一般会采用高速精密冲床。在顶盖结构里的盖板、防爆片等冲压件并不需要进行纵向拉伸，其冲压技术已然相当成熟，设备实现难度水准比较电池壳体更低一些，客户主要所追求的是设备能够实现高冲稳定冲压标点符号。
2021年，全球新能源汽车的销量大概是637万辆，与上一年相比起来增长了100% ，动力电池进行装机的数量约为292.13GWh，对比同比增加量114% 。全球范围内将装机顶进到前15的动力电池这类企业，它们总共装机有281.58GWh ，在整体装机所涵盖电量里占去了96%，按照顺序分别是宁德时代、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 。当中，中国的电池企业占据了十一个席位，这十一个席位累计起来在全球市场份额里的占比达到了百分之五十一，借此巩固了身为全球最大市场的地位 。
按照EVTank给出的数据，在2021年的时候，全球锂电池结构件市场规模达成了255亿元，和上一年相比增长幅度为117.5%，当中中国市场规模是181.3亿元，占比为71.1%。因为锂电池出货量有了大幅度的增长。所以全球锂电池结构件市场规模有希望在2025年的时候达到768亿元，在21年至25年期间复利为31.74%。
当前，国内市场参与者是以科达利、震裕科技、无锡金杨等企业作为主要构成的，当中，科达利、震裕科技主要售卖方形电池壳，同时兼营圆形电池壳，无锡金杨主要销售圆柱电池壳，并且兼营方形电池壳，这几家公司凭借抓住新能源电池的风口，从而成为行业巨头，在2022年前三季度，科达利营收59.7亿元，同比增长达到一倍，利润为5.93亿元，同比增加接近6成，震裕科技营收40亿元，同比增长超过一倍，利润增长了14.41%。
2021年，国内储能电池出货量达到了48GWh，跟之前同比增长了2.6倍 ；当中呢，电力储能电池出货量是29GWh，和2020年那6.6GWh相比增长了4.39倍 ；预计到2026年的时候，中国锂电储能总的出货量会达到330GWh，整个行业维持着快速增长的态势 。国内外对于储能领域政策实施力度加大了，储能市场迎来了快速发展阶段，并且应用于储能锂电池的电池结构件也会得到快速发展 。
他还介绍了驱动电机行业的整体情形，其中电机的定子、转子，大多是经高速冲床冲压矽钢片后加以叠加而成，此行业的发展走向并增速与电池相近，它也是规模巨大的产业，汽车主机厂比亚迪、特斯拉，及专业电机制造商像方正电机等几十家已上市公司，都身处其中瓜分利益 。
他推荐了创迈的典型产品，推荐了西德克的典型产品，推荐了东莞富士冲的典型产品，推荐了德国欧舍尔的典型产品，推荐了全能精密的典型产品，推荐了苏州三维的典型产品，以此来展示精密深拉伸的特点。
报告环节告终，参会代表逐个介绍自身企业情形，以及前来参会的意图。存在不少多年从事深拉伸业务的企业，还有因工艺要求深拉伸，前来寻觅供应商供货，或者就自身开设生产线寻求协助的情况。另外还有不少来自压力机公司、模具公司、润滑公司、涂层公司、模具钢公司的代表。
在二零二二年，制造业整体呈现下行态势的大背景情形之下，新能源汽车的产业链成为了少数的亮点所在，高速冲行业的自动化情况，深拉伸行业的设备专用化状况，工艺路线的设计情形，自动化传输的情况，模具冷却以及润滑技术相关情况，零件清洗技术等诸多方面，由于大量的资本投入以及研发投入，每天都在发生着日新月异的变化。电池的产能预计将会进一步进行扩张，当前这个行业仍然存在红利，相比普通冲压而言，利润率要高出很多的。
结束了分享，大概有70位代表参与了当晚的欢迎晚宴，一边喝酒畅快交谈，一边互相交换名片，以此增进彼此间的感情。
在疫情期间举办了这次活动，讲座之中包含了更多实际之应用案例，报告涵盖面变得更全，代表之间的交流相较于 MFC 的别的会议而言都要更为充分。和前几届会议一样，行业依旧呈爆炸式增长，参会公司的订单都十分饱满，对未来几年都满怀信心。MFC2023 年的深拉伸和高速冲论坛暂定 11 月份在华南举办。
