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先进制造技术促进传统五金刀剪产业转型升级—— 阳江市五金刀剪产业技术研究院简介

来源:激光制造商情

关键词:先进制造 五金刀剪 阳江产业

2017-03-10

一、背景

五金刀剪及镍合金是阳江市的支柱产业和主导产业,形成了完整的产业链,具备了较强的产业基础。2015年阳江市五金刀剪产业总产值538亿,相关企业1500余家,从业人员15.5万人,产量约占全国70%,出口占全国80%。但同时也面临进一步发展的瓶颈,比如产品结构瓶颈、技术创新瓶颈、原材料瓶颈,人力资源瓶颈等等。如何突破阻碍五金刀剪产业发展的这些瓶颈,把阳江市五金刀剪产业现有的资源优势转化为技术优势,推动产业优化升级,是阳江五金刀剪产业面临的问题。

围绕着如何创新驱动发展、推进产学研合作、加快产业转型升级等诸多问题,2014年12月,阳江市人民政府与中国钢研科技集团下属的钢铁研究总院共建了阳江市五金刀剪产业技术研究院(以下简称研究院)。研究院将基于激光加工、增材制造和机器人等先进技术,围绕阳江市经济发展的需求,特别是围绕五金刀剪产业、机械装备制造业、镍合金产业组建集原创技术研发、高端人才培养、成果孵化等多功能的产学研公共服务平台。

二、建设情况

研究院自成立以来,得到了省市各级政府部门及相关单位的大力支持,研究院建设工作取得了快速发展。下面将从基础建设、项目申报、技术开发、平台建设等方面进行简单介绍。

1、基础建设

研究院已完成1200平方米的研发实验室、性能测试区、办公室等场地建设工作,目前实验室、办公室等均已投入使用。图1所示为研发场所内部图。

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图1:研发场所内部图


2、项目申报

研究院自成立之日起,积极申报省市各级项目课题。获得了广东省重大科技专项、省级工程中心建设项目、阳江市重大科技专项等项目的资助,为研究院科研工作的开展打下了坚实的基础。

3、技术开发

在省市各级项目的大力支持下,研究院围绕着五金刀剪产业制造链,进行了高端刀剪激光熔覆增材制造装备系统、激光3D打印(增材制造)装备系统、刀柄机器人焊接装备系统、增材制造粉末材料等关键技术开发。目前这些装备和材料已经投入实际应用。此外还将在刀剪智能打磨、刀剪产品无损检测、五金刀剪产业智能制造生产链等方面进行规划设计和研究开发。

(1)刀剪刀刃激光熔覆增材制造装备

如图2所示为研究开发的刀剪刀刃激光熔覆增材制造装备。该装备可实现不同材料、不同形状刀剪刀刃的直接熔覆强化。激光熔覆刀剪刀刃具有高硬度、高韧性等综合性能,突破了传统制刀生产模式,适应高端刀具形状特殊、结构变化极为复杂的需要。产品质量稳定,操作简单,维护方便。目前开发的激光熔覆刀剪产品刀刃部位硬度可达到HRC63,且具有良好的综合性能。图3所示为激光熔覆刀刃样件,图4所示为激光熔覆刀具成品样件。

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图2:刀剪刀刃激光熔覆增材制造装备

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图3:激光熔覆刀刃试验样品

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图4:激光熔覆刀具成品样件


(2)激光增材制造装备

图5所示为研究院参与开发的激光增材制造装备。该装备为基于选择性激光烧结(SLM)技术开发的增材制造装备,具有稳定性强、参数开放程度高等特点,可实现不锈钢、钴铬合金、工具钢等多种金属粉末的直接增材制造,有助于开发高端、个性刀剪产品,同时也助于促进传统产业转型升级。图6所示为采用该装备直接增材制造出的刀、剪及其他零件样品。

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图5:激光增材制造装备

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图6:激光增材制造样品


(3)刀柄机器人焊接装备

图7所示为研究开发的刀柄机器人焊接装备,该装备是一款由机器人选配TIG焊接/MIG焊接/CMT焊接系统(根据具体需求选定)的高端焊接装备,能实现刀剪产品、烧烤炉壁、复杂模具等多种产品的焊接作业。具有高质量、智能化、柔性化、高效率和大幅节省操作人员等特点。运行稳定可靠,生产效率高,操作简单,维护方便。

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图7:刀柄机器人焊接装备


(4)激光增材制造系列粉末材料

图8所示为研究开发的激光增材制造系列粉末材料。包括刀刃激光熔覆粉末材料和激光增材制造粉末材料。根据刀具不同的使用性能要求,开发了不同配方的激光熔覆粉末材料。

 

图8:激光增材制造系列粉末材料


4、平台建设

研究院在项目开发的同时,也积极开展五金刀剪产业公共技术服务平台的建设。研究院通过了广东省第二批新型研发机构的认定;组建的《广东省高端刀剪增材制造(3D打印)工程技术研究中心》通过了广东省科技厅的认定;作为牵头单位,组建的《广东省五金刀剪智能制造产业技术创新联盟》通过了广东省科技厅的认定。此外研究院还成功加入广东省科学院产业技术创新联盟、广东省激光产业技术创新联盟、广东省激光行业协会等,拓宽了研究院的发展道路以及与业内同行的合作机会,也为阳江刀剪产业的转型升级发展提供了更好服务平台。部分平台证书如图9所示。

 

图9:部分平台证书


5、技术服务

开展技术服务,推动地方产业制造水平提升是研究院肩负的使命。因此,研究院在装备技术开发的同时,积极开展技术服务工作。一方面,通过开展技术交流、企业实地调研等方式,了解企业发展困难及需求。为此,成功主办了新技术新产品发布会为80多家与会企业提供了技术培训和服务;开展了五金刀剪产业科技创新人才培训,培训学员60多人;与阳江17家五金刀剪相关企业签订免费技术服务协议等。相关活动照片如图10所示。另一方面,研究院加强与钢铁研究总院、新冶高科技、矿冶研究总院、兰州理工大学、阳江市生产力促进中心、阳江十八子刀剪制品有限公司、阳江市利源达家用制品有限公司、阳江翌川金属材料科技有限公司等单位和企业的项目合作,外联内引,聚集各方力量,推动研究院研发平台建设,开发刀剪先进制造技术及高端刀剪产品,立志为当地产业提供更好的技术和服务。

 

图10:技术服务活动


三、展望

虽然,研究院的发展取得了较好的开局,但也面临着技术深入开发、科技成果产业化、地方相对偏远、人才欠缺等现实难题。期待与业内专家、研究院所和企业加强合作,紧紧围绕阳江五金刀剪产业制造链进行关键共性技术开发,突破产业发展技术瓶颈,开发高端自主品牌,共同推动阳江五金刀剪产业公共技术服务平台的建设,促进传统五金刀剪产业转型升级。

 

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