用铝型材助力中国铁路大提速, 龙口丛林集团:打破国外技术垄断,两次获得国家科技进步奖

在丛林集团的高端装备产业园车间,主机手徐焱在一台五轴加工中心的操作间里紧张工作,加工生产地铁轨道列车使用的铝合金边梁。这里的生产负责人告诉记者,这台加工中心全部采用数控自动化技术,编程人员只需要将程序远程传输过来,操作人员抓取程序就能展开自动化生产,效率提高了50%以上,加工精度则达到一根头发丝的粗细。

轨道列车尤其是高铁使用的高端铝型材具有重量轻、强度大等特点,生产技术曾长期仅有欧美、日本等少数国家能掌握。为打破国外技术垄断,丛林持续创新开发出一系列具有先进水平的铝合金熔炼铸造、模具设计制造、挤压工艺、车体型材焊接及零部件加工等核心关键技术,更用创新和实力成功助推中国铁路大提速。

YMG记者李少鹏摄影报道

占据高速列车车体材料60%以上市场

随着中国高铁不断刷新速度记录,时速超500公里国产高速试验动车完工下线的消息。而这辆被称为“宝剑出鞘”动车组,其极具动感和科技感的车体,全部由烟台的丛林铝业研制的铝型材打造而成。

时速500公里动车对铝型材的加工精度提高了一个数量级,误差必须以微米计算。丛林经过反复试验,最终获得了科学的合金成分配比参数,以及最佳的挤压工艺和热处理工艺,高强度超薄铝合金车体型材成功下线,并在制造工艺技术等方面取得了核心知识产权,该型材的尺寸、形状误差等方面达到了该领域的国际最高标准。

2002年,丛林集团将目标瞄准了处于起步阶段的高铁产业。当时国内还不具备生产高速动车组列车车身的相关技术,丛林随即开展了高速列车铝合金车体材料国产化技术研究,最终成功取得突破性进展,研制开发出多种高强高韧耐腐蚀铝合金材料。依托这种材料制备的动车组车厢,强度不弱于钢材,而重量仅为钢制车厢的三分之一。

2007年中国铁路第六次大提速,时速超过200公里的国产动车组列车全面上线运营,铝型材车体成为以轻量化为标志的动车组列车的亮点之一,其中80%以上的动车车体铝型材由丛林提供。“最近几年里,国内有很多企业实现了高铁铝型材的自主生产,但凭借多年来的创新积累,丛林至今仍能在技术上取得领先优势。例如列车使用的高强度铝合金牵引梁和枕梁,目前国内仅有我们能够生产。”丛林铝业生产副总张培海介绍说。目前丛林集团已成为我国高速列车、地铁轻轨车体结构材料的主要供货单位,高速列车车体材料市场占有率60%以上。

先后两次获得国家科技进步奖

在丛林的创新成绩单中,先后两次获得国家科技进步奖的殊荣格外引人注目。2003年由丛林主持研发的世界首台万吨挤压机项目建设成功,获得了国家科技进步一等奖;今年初,“高性能大规格复杂截面铝合金型材挤压成形及应用技术”荣获国家科技进步二等奖。“万吨挤压机的成功研制,主要意义在于填补了我国重型挤压装备的空白,而且改写了我国不能生产大截面铝型材的历史。”丛林集团技术中心副主任曲信磊说,“而今年再次获得国家科技进步奖,主要依托近年来丛林在多个领域的铝型材研发和技术总结,其中有很多发明专利、主持起草标准等科技成果,更体现了丛林创新领域的不断拓新。”

通过在铝型材领域积累的经验和优势,丛林的技术创新方向近年来逐步向轻量化汽车、铝合金船舶、铝合金汽车零部件、铝合金结构工程、铝合金建筑模板等延伸。例如在铝制半挂车市场,丛林自主研发出满足中国公路运输需求的铝合金厢式车、冷藏车等半挂车车型。“铝制半挂车的价格是市场同类半挂车的3倍,但由于重量降低了30%左右,一辆车每年能为车主节省油耗15万元左右,现在国内很多物流公司能成为了公司的客户。”曲信磊说,“这开创了我国铝合金轻量化载货汽车研发生产和推广应用的新阶段,不仅给公司带来了新的市场和利润空间,节能环保等社会效益也很可观。”

数字化工厂布局“大数据”生产

在保持行业内高新技术领先优势,并逐步形成铝加工优势产业项目集群后,丛林的创新已经开始向更加先进的生产方式延伸。

在丛林铝业的生产车间里,记者在一台挤压机旁看到一排外型类似电表的数据记录设备。生产人员告诉记者,这些设备详细记录每一件铝型材生产过程中的温度、加热时间、挤压力、冷却过程等详细数据。虽然这些数据在目前的实际生产过程中用处不大,但通过长期、大量的数据积累,为企业今后开展大数据智能化生产奠定了基础。“未来在研发一款新产品时,可以通过以往海量的数据积累和类比分析,可以更快制定更理想的材料配方和工艺流程。”曲信磊介绍。

如今,丛林在生产信息化系统建设中,已经实现了模具管理、订单管理、设备数据采集、检测中心质量管理和车间制造执行等系统的综合运用,大幅提升了企业生产制造的自动化、信息化水平,更在进一步拓展企业的创新能力和效率。

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