Переработка и изготовление металла - это процесс преобразования металлического сырья в продукты с определенными формами, свойствами и функциями с помощью ряда технических средств. Эта область охватывает основные процессы, такие как литье, кование, сварка, тепловая обработка и обработка, и постоянно итерируется и модернизируется в направлении интеллектуального и зеленого развития. Следующий анализ проводится с учетом трех аспектов: технических характеристик, сценариев применения и тенденций развития.

Округление и обезвреживание металлических краев

I. Технические характеристики и применение основных процессов

1. Технология литья

Литье предполагает плавление металла и впрыскивание его в форму для формообразования, которая подходит для крупномасштабного производства компонентов с сложными формами и имеет значительные преимущества по затратам. В последние годы в сфере литья были внедрены инновационные методы, такие как технология реологического производства порошковой металлургии. Например, технология реологического формирования керметных композитов эффективно решает проблему изготовления крупных компонентов. Точно контролируя композитное соотношение металла и керамики, этот тип технологии может сочетать в себе высокую твердость и прочность материалов и широко используется в аэрокосмической, энергетической и других областях.

 

2. Кование и тепловая обработка

Кование улучшает механические свойства металлов через пластическую деформацию и подходит для компонентов с высокой нагрузкой (таких как крепления двигателя). В сочетании с технологией градиентной тепловой обработки твердость, коррозионная стойкость и другие свойства металлов могут быть дальше оптимизированы. Например, компоненты вольфрамо-медного дивертора в реакторах ядерного синтеза достигают стабильности в высокотемпературных условиях за счет кования и градиентной тепловой обработки.

 

3. Сварка и обработка

Технология сварки продолжает прорывать узкое место при соединении гетерогенных материалов. Например, нерушительная технология сварки вольфрамо-медных композитов обеспечивает ключевую поддержку устройств ядерной энергии. Обработка достигает точности микронного уровня с помощью точного оборудования ЧПУ для удовлетворения высоких требований к медицинским устройствам, оптическим компонентам и т.д.

 

4. Аддитивное производство (3D-печать)

Металлическая 3D-печать обеспечивает формирование сложных структур путем накладывания порошкового слоя за слоем, с коэффициентом использования материала более 95%. Эта технология используется для производства легких компонентов в аэрокосмической области и индивидуальных аккумуляторных кронштейнов и других компонентов в транспортных средствах новой энергии.

 

II. Тенденция конвергенции зеленого производства и интеллектуального производства

1. Инновации в области зеленых технологий

Зеленое производство сосредоточено на эффективном использовании ресурсов и контроле загрязнения. Например, технология переработки и циркулярного использования редкоземельных материалов с постоянными магнитами значительно снижает зависимость от редкоземельных ресурсов и способствует достижению цели «двойного углерода». Кроме того, технология жидких металлов может снизить выбросы углерода при традиционной переработке с помощью процессов формирования с низким энергопотреблением и стала потенциальным направлением в области новых материалов.

 

2. Интеллектуальное обновление

Искусственный интеллект и большие данные изменяют весь процесс производства металла. Например, система оптимизации параметров процесса на основе моделей данных может регулировать температуру литья или давление кования в режиме реального времени для улучшения урожайности; интеллектуальная система обнаружения реализует автоматическую оценку качества сварки с помощью технологии распознавания изображений, уменьшая человеческие ошибки.

 

3. Межсекторальные совместные инновации

Новые продукты, такие как металлические пористые материалы, демонстрируют глубокую интеграцию материалов и функциональных требований. Такие материалы обладают как проницаемостью, так и высокой прочностью и играют ключевую роль в таких сценариях, как хранение водородной энергии и высокотемпературная фильтрация, отражающая сотрудничество на высоком уровне цепочки "материал - процесс - применение".

 

III. Будущие направления развития

1. Исследования и разработка высокопроизводительных материалов

Разработка новых сплавов (таких как материалы для устройств ядерного синтеза) и композитных материалов (таких как керметы), которые могут выдерживать экстремальные условия, является ключевым фокусом отрасли. Благодаря конструкции композиции и оптимизации процесса, срок службы и надежность материалов будут значительно улучшены.

 

2. Интеграция всей промышленной цепочки

Интегрированная модель «дизайн – производство – обслуживание» стала трендом. Возьмя в качестве примера 3D-печать, полное покрытие цепочки от исследований и разработок оборудования до конечных услуг по продукту ускоряет скорость реагирования на индивидуальные требования.

 

3. Содействие цифровизации и устойчивости

Перерабатывающая промышленность будет углублять применение таких технологий, как цифровой близнец и Интернет вещей, и в то же время содействовать замене чистой энергии и переработке отходов для построения технологической системы с низким уровнем углерода.