成功案例

汉德曼:大型一体化压铸领域的冠军级质量

由单次铸造成型的结构组件
汉德曼的员工正在使用三坐标测量机检测一件压铸部件。

几年前,德国的家族企业汉德曼通过对大型一体化压铸设备进行重大投资,为金属制造的未来做好了准备。这一决策很快取得回报:来自全球各地的汽车制造商纷纷选择在德国由汉德曼生产大型铸件。然而,这一在铸造领域的开创性实践同样延伸到了测量技术和质量保障领域,因为超大型压铸在这些方面带来了全新的挑战。为应对这些挑战,汉德曼依托光学、接触式以及X射线测量解决方案。

汉德曼在德国比伯拉赫(Biberach)扎根已逾百年,这一点在其生产设备的各个角落都体现得淋漓尽致:高度专业化,并在代际传承中不断发展。这家公司始于1873年的一家小型金属铸造厂,如今已发展成为一家全球化运营的家族技术集团,目前由第五代掌舵。轻金属铸造是该公司的核心业务之一。汉德曼最初以传统铝压铸件(如发动机油底壳和变速箱壳体)闻名,经过数十年的发展,已成长为复杂结构件领域的领先供应商之一。如今,汉德曼铸造厂堪称真正的行业先锋。作为欧洲首家拥有自有大型一体化压铸设备的铸造供应商,它能够一次成型生产体积巨大、高度集成的铝制结构件。 

一次铸造,多重优势

与将多个小部件分别铸造、加工并在多个阶段进行装配不同,大型一体化压铸可一次成型生产复杂结构件,从而带来显著优势。首先,大型一体化压铸显著缩短了生产时间。以往多部件同步生产、临时存储、备料与焊接组装流程繁琐,如今前后端等完整模块仅需100秒即可成型。其次,该工艺取消拼接焊点、加强结构与重叠用料,实现显著轻量化减重。更低的自重意味着电动汽车拥有更长的续航里程,构筑显著市场竞争优势。第三,大型一体化压铸还能降低成本,因为一个部件即可替代数百套工具、夹具以及加工工序。

同时,大型一体化压铸也为生产和质量控制流程带来了新的挑战。大尺寸高度集成组件对工艺波动更为敏感。即使在铸造过程中,温度分布、型腔填充状态以及金属凝固节奏都会显著影响成品品质。相比之下,小型部件可以抵消部分工艺偏差,而大型铸件则更容易出现翘曲、表面不平或尺寸偏差等风险。这类组件尺寸庞大、壁厚较薄,极易受温度、冷却流程、局部材料应力影响。

此外,气孔、缩松、砂眼、裂纹等传统铸造缺陷在大型一体化压铸件中危害更为严重。局部缺陷甚至可能危及整个结构件的性能。因此,需要能够评估整个部件体积的测量技术,而不仅仅局限于局部区域或单点测量。另一个常被低估的因素是部件搬运。尺寸达数米的部件无法像小型铸件那样轻松拿取、翻转或测量。不当的搬运、错误的存储方式,或运输过程中产生的轻微变形,都可能导致可测量的尺寸偏差。

自动化蔡司光学三维扫描仪正在对大型压铸部件进行扫描检测。

从挑战到解决方案:汉德曼在大型一体化压铸中的质量策略

在这一领域,汉德曼持续开展前沿技术探索,因为一旦部件达到数米尺寸并具备复杂且精细的结构,传统的工艺、方法和设备便会迅速触及其物理与技术极限。质量控制负责人Sandro Langer表示:“对于大型一体化压铸,我们需要更大规格的设备、全新的工艺流程,以及可快速直观反馈结果的质量控制体系。同时我们认为,打通各设备数据链路,实现全厂区检测流程标准化也至关重要。”在适配超大铸件尺寸的专用测量室内,企业全面采用创新检测方案。

一件压铸部件正在ZEISS PRISMO三坐标测量机上进行检测。

二维X射线系统ZEISS OMNIA GC可在无需破坏部件的情况下,对大型结构铸件进行完整的X射线检测。该系统能够在整个部件体积范围内可靠检测气孔、缩松及内部缺陷,提前判定部件是否可以进入后续加工工序。自动化三维测量系统ZEISS ScanBox可通过光学方式采集工件全表面数据,并将实际三维坐标与CAD理论模型数据进行对比,直观呈现表面偏差,快速识别翘曲、尺寸误差问题。搭配机器人自动化检测,短时间内即可获得稳定重复检测结果,适配工序快速闭环反馈需求。最后,三坐标测量机ZEISS PRISMO,可对静置放置的大型一体化压铸件开展高精度接触式测量。精准校验关键功能尺寸与加工公差,满足主机厂认证及后续机加工严苛要求。

汉德曼质量控制负责人Sandro Langer站在生产车间中。

“在大型一体化压铸领域,无论从品质还是要求来看,我们都处于‘冠军联赛’级别——正因如此,我们需要蔡司作为合作伙伴。”

Sandro Langer
汉德曼质量控制负责人

汉德曼员工正在为使用ZEISS OMNIA GC进行X射线检测准备部件。

除此之外,绝大多数整车厂商同样选用蔡司设备开展检测,这一点至关重要。由此带来的优势包括:检测对接更顺畅,检测结果更具可比性,产品认证流程更快捷。Sandro Langer表示:“当客户使用蔡司设备进行测量,而我们也使用蔡司设备时,就不会存在任何分歧或争议。”与此同时,汉德曼一直在寻找能够保障长期投资稳定性、助力企业技术迭代发展的合作伙伴。对于工厂经理Jens Hansmeier来说,质量管控合作方必须是“未来五到十年仍能引领行业标准的企业”。其完善的产品组合以及快速的支持服务,进一步巩固了这一选择。Sandro Langer总结道:“在大型一体化压铸领域,无论从品质还是要求来看,我们都处于‘冠军联赛’级别——正因如此,我们需要蔡司作为合作伙伴。”

工程师在工厂中检测大型机加工铸件。

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