摆脱技术封锁 成就“拉弯”高手

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摆脱技术封锁 成就“拉弯”高手
2022-09-20 10:03:00
只需事先将设计图导入弯曲设备的控制系统,就能将笔直的金属型材加工成预定造型的工件。这正是广东高谱弯曲技术有限公司(以下简称“高谱弯曲”)研制设备的生产场景。
  高谱弯曲坐落于南海大沥,自2012年成立以来致力于各类金属型材弯曲成型技术及其设备的研发制造。“我们只做一件事,将直的金属型材变成弯的。”该公司总经理高波总结道。
  这项工艺看似简单,应用场景却很广泛:小到卫浴器具、灯饰,大到新能源汽车、高铁、航空航天等,这些领域均离不开型材弯曲工艺。
  凭借自主研发的控制系统与技术,高谱弯曲成功打破国外的技术垄断,其设备被应用于奔驰、宝马、奥迪、特斯拉等全球知名汽车品牌和奇瑞、理想等国内主流新能源汽车上。目前,高谱生产的数控滚弯机、全数控拉弯机、汽车保险杠拉弯机技术达到国际先进水平,销量及市场份额等综合指标处于国内前三。
  ●王芃琹
  “摸着石头过海”的自主研发
  提起“型材弯曲”,大多数人会感到陌生。事实上,弯曲是个古老的运用,有金属就有弯曲,章丘铁锅其实也是一种弯曲工艺。弯曲在现代工业上运用得更加广泛。
  随着新材料的发展,铝合金在高铁、新能源汽车等领域得到了广泛运用。以汽车铝合金防撞梁为例,高波介绍,通过高谱弯曲的设备,只需50秒便可加工一件汽车防撞梁,加工精度误差不超过0.5mm,产品合格率高达99.9%,“这种加工精度与产品的一致性,依靠传统设备和工艺是不可能完成的”。
  航空航天领域,高端弯曲装备更是一种不可或缺的装备,这个领域过去长期由德国、美国的企业垄断,相关技术更是其核心机密。为打破这一局面,高谱创始人郑晓宏2011年毅然离开了工作10多年的日本公司,开始自主创业搞研发。
  “型材弯曲设备的核心是控制系统。如果说机械设备是‘手’和‘脚’,那么控制系统就是‘大脑’。”高波表示,过去国内装备在控制系统与硬件方面,较国外装备存在很大的差距,这也是该领域国内企业无法突破的重要因素。
  自主研发控制系统的过程,就如同“摸着石头过海,很多时候连石头都不知道在哪里”,郑晓宏在回顾这段过程时,非常感慨地说道。因为没有可参考借鉴的资料,郑晓宏带着2个助手对不同材质、截面的金属型材进行物性、应力分析,回弹控制等海量的研究和测量。有时为了找到一个运算逻辑与控制逻辑,或者为了拿到一个准确数据,他们经常两三天吃住都在一个破旧的200平方米厂房兼实验室里。就这样摸索了两年时间,他终于研发出第一台初具备功能的样机。
  “这些年我们不断在控制系统方面进行大量的投入,推进系统的更新迭代。从本质上看,我们不是一个机械设备公司,而是一家数字系统公司。”高波说,每个新产品、新方案的出台,都是基于前期数据模拟分析,而后借助系统去控制机械实现最终的结果,“正因为我们的控制系统是自主研发,因此设备的更新叠代不受制于人,做到核心技术自主可控”。
  他透露,目前高谱弯曲正在开发的在线弯、全伺服三维滚绕弯机等系列装备,“一旦上市,这些装备都会是全球首发,技术可领先行业10年”。
  参与“编织”冬奥会“雪绒星”
  今年北京冬奥会上,名叫“雪绒星”的立体雪花灯光艺术装置备受关注。它使用了建筑学上名为“编织式空间网壳”的技术,先用线元素塑造曲面,再拼接成镂空的三维造型,造型和工艺都很复杂。鲜为人知的是,“雪绒星”结构加工过程用的正是高谱弯曲的滚弯机。
  “去年上半年,清华大学建筑学院的一位老师通过公司的宣传视频找到了我们,希望我们提供一段自由弯曲形状的样品,当我们做出样品以后,他们直接全款买了一台三维滚弯机。”高波说,当时并不知道他们购买机器的用途,直到冬奥会结束看到了相关报道,才知道是用来做“雪绒星”。
  “‘雪绒星’是一个正二十面体,每一面都是由多个空间线条组成的,而且各个面都是一样的,这种一模一样的‘雪绒星’还要做多个。这对型材弯曲的工艺和设备的要求就相当高了。”他解释道,三维造型的结构,无法简单测量,只能通过空间坐标来定义每个点的位置,从而确定三维空间的造型是否准确,其重复加工的难度很大,“目前在市面上还没有看到能这么精确控制三维造型的设备”。
  与同类企业相比,高谱弯曲技术领先的奥秘是什么?“我们最核心的部分在于控制系统,它能控制机器把客观不确定性的材料,生产出确定的产品。”高波解释道,受温度、环境、原材料含量等外界因素影响,没有一支金属型材的物性和屈服强度是完全一样的,这种材料的不确定性是一定、客观的必然,当然,材料些微差异是国标允许的偏差。但就是这种合格范围内的材料,如果用同一轨迹进行弯曲生产,每支材料出来的成型效果差异会非常大。
  而在汽车行业或大批量制造中,产品的稳定性和一致性就成了设备是否有价值最关键的因素。这也就是高谱设备的独特价值所在。
  高波介绍,高谱弯曲的设备可通过实时反馈系统,在弯曲成形的过程中,不断进行数据反馈和自适应调整力的大小,来克服材料差异。“我们的独特算法与控制系统在这一高端装备领域实现了自主可控,摆脱了国外技术封锁。”他说。
  用技术“砖”敲开顶级客户大门
  成立10年来,高谱弯曲为汽车制造、轨道交通、航天航空、建筑幕墙、门窗灯饰等不同领域的客户提供了专业的数控加工解决方案。其中,汽车制造领域是其重点发力的领域,占据公司收入的60%。
  高波介绍,汽车领域高谱弯曲合作的客户为汽车主机厂或为其配套的一级、二级供应商。其中,为奔驰、宝马、奥迪等品牌做配套的全球知名汽车零部件供应商Magna(麦格纳),正是高谱弯曲的客户。
  “与麦格纳的合作偶然中有着必然。”他表示,过去,麦格纳在中国的工厂主要采用德国弯曲装备。2020年初,受疫情影响,国外设备无法交货,但宝马一款新车型上市在即,为了不影响交期,他们只能试着在国内寻找替代供应商,通过在汽车行业打听,找到了高谱弯曲。
  作为全球顶级汽车配件商,麦格纳对供应商有着很高的要求。“我们需要提前将技术方案给到麦格纳,然后他们会通过为期数月的技术分析来验证我们装备技术的可行性。不仅如此,麦格纳还提出了十分严格的贸易条款,即设备验收前麦格纳不付一分钱,所有风险由高谱弯曲承担。”高波表示,这是国产装备首次有机会进入麦格纳的供应商体系,再有压力也要上成功这个项目。
  高谱弯曲最终凭借其一流的解决方案、勇于担当的精神征服了麦格纳,并于2021年初完成首套设备的交付。“除了弯曲需要,麦格纳的生产应用场景有自动化生产的需求,这也在无形中倒逼我们进一步提升设备智能化水平。”他表示,高谱弯曲现已和麦格纳达成了长期合作关系,并交付了多台装备,这也树立起高谱在汽车零部件领域的良好口碑。
  如今,国内主要新能源汽车品牌,其汽车弯曲件的制造都在采用高谱提供的装备。就在7月份,该公司刚交付了奇瑞新能源4台数控拉弯机,目前已用于奇瑞的量产新车。
  观察眼
  练好内功
  方能化危为机
  受新冠肺炎疫情反复与经济大环境影响,不少中小企业的生产经营面临一定冲击,对未来发展持审慎乐观态度。
  而在高谱弯曲总经理高波看来,有“危机”的同时也充满着“机遇”。因为型材弯曲设备行业的较为细分,加之受到全球经济影响,国外同行业的一些企业已经无法经营下去了。这无疑为高谱弯曲扩大市场提供了一个很好的机会。甚至有国外企业提出要做高谱弯曲设备在欧美市场的代理商。
  从高端市场被进口设备垄断,到自主研发的设备打入海外市场,高谱弯曲在疫情下实现逆势增长,很大程度上基于自身长期修炼得来的内功。
  这种内功源于企业经年累月的专注与投入。采访中,高波的一句话让人印象深刻:“我们只做一件事,就是把直的金属型材变成弯的。”
  简短的一句话背后,是这家企业用十年如一日的心态持续投入研发、不断迭代升级。因为他们深知,只有炼好内功、筑牢技术护城河,才能在危机中把握机遇,才能活下来且活出精彩。
(文章来源:南方日报)
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