一、项目来源
今创集团伦敦地铁项目
二、市场背景
铝合金的重量大大低于钢铁,在需要实现轻量化的轨道交通、汽车、航空航天等领域应用前景广阔。铝合金在减振、抗氧化、耐腐蚀、易回收、不易燃等方面的优越性能提升了铝合金的竞争力。但是,铝合金板的冷冲压成形存在高回弹、低塑性的技术困难,导致生产精度差、成品率低、成本高的难题。为了改变这种情况,20世纪90年代中后期,国际上就开始了铝合金薄壁零件超塑成形技术的研究。在一定的温度和变形速率下,铝合金的塑性延伸率可以从原来的10%-20%增加到200%-500%,这种神奇的现象被称作超塑性。在超塑状态下铝合金优良的成形性能可以避免零件开裂,高温和低流动应力可消除回弹变形,所以用超塑成形技术可以避开上述困难,成形出大尺寸复杂形状的铝合金车身覆盖件和结构件。另外超塑性气胀成形只用凹模不用冲头,模具成本低;还可以用两个凹模、两块板料同时胀形两个零件,提高生产效率。
(1)在汽车工业中的应用
(2)在轨道交通工业中的应用
技术成熟度及研发周期:本项目组在超塑成形研究领域已有近三十年的研究经历,所开发的7475铝合金超塑成形技术和设备用于神舟飞船乘员座椅制造,钛合金高精度超塑成形技术在多种型号装备中获得应用。在多年研究中,开发设计制造了4台超塑成形机,其中两套自用,另外两套提供给航天企业用于航天零件生产,目前均运转正常。但是,过去设计制造的超塑成形机生产效率较低,生产军品没有问题,生产民品则难以满足快速生产的要求。通过多年研究,提出了快速超塑成形机的设计方案,拟通过本项目的支持,制造出原理样机,预计研发周期为1年。
三、投资预算
目前,我国轨道交通和汽车工业快速发展,为实现轻量化、降低能耗,对铝合金覆盖件成形技术需求迫切,急需铝合金超塑成形设备和技术。
四、投资效益
目前国产超塑成形机技术还不是非常成熟,价格为500万-800万元,本项目提出的快速超塑成形机国内还没有厂家能够生产,处于技术垄断阶段,价格可以订得高一些,如果每台价格800万-1000万元,年产10台计算,可以实现年销售额近1亿元。
零件生产效益:轨道交通和汽车工业中零件都是大批量生产的,每个大尺寸铝合金零件的价格1000-5000元不等,如果按照平均2000元计算,每台快速超塑成形机年产10万件,10台年产100万件,销售额为20亿元。