創邁精密:世界精密拉伸工藝的領導者

創邁精密:世界精密拉伸工藝的領導者

創邁精密金屬成型 ( 蘇州 ) 有限公司 總經理馬銳

文 | 劉明星、王思傑、李建

MFC《金屬板材成形》雜誌在 2017 年在蘇州創辦了一個深拉伸會議,原計劃能開到 200 人就很滿足了,沒想到最終來了 500 人;第二年依 然火爆,代表參與交流的熱烈超乎想象。

我們才發現,無意中接觸衝壓領域一個技 術含量極高、專業性極強的領域:Metal Deep Drawing 即金屬深拉伸行業。在籌備這個會議的 過程中,我們得到了創邁精密金屬成型 ( 蘇州 ) 有 限公司的馬銳總經理的大力支持,不但做了精彩 的報告,擔任了兩次會議的主持,還邀請不少同 行參會,並在會後免費指點業內同行一些技術難 題。馬銳總經理畢業於上海交通大學,從事衝壓 工作二十多年,為人謙虛,待人接物極具紳士風 度,雖然不願意談自己,但是卻更願意分享企業 和行業信息。本次訪談我們希望通過馬銳總經理, 把創邁集團而不僅僅是創邁中國介紹給業內,並 將精密深拉伸行業的特點介紹清楚,讓更多的同 行和客戶瞭解和開拓深拉伸的市場。

MFC:請介紹一下創邁精密的公司的整體情況吧。

馬銳:Trans-Matic 公司(中文叫創邁)創立於 1968 年, 是一家國際知名的專業衝壓深拉伸零部件生產商,2018 年剛 慶祝了這個家族企業 50 週年的生日。

創邁由帕特湯普森(Pat Thompson)先生創立於密歇 根州,是當地第一家金屬精密深拉伸公司。他大學畢業後的 1962 年到 1968 是給芝加哥一家小型金屬拉深工作,後來因 為老闆將公司賣給了最大的客戶,他選擇了離開。因為無法找 到同樣薪資的工作,他就賣了芝加哥的房子,購進兩臺壓力機, 開始了一週工作6~7天,每天 10 ~ 12h 的艱難創業歷程。 原來公司的產品備受歡迎,然而新起步的創邁只有幾個人, 基礎薄弱,並沒有馬上得到客戶認可。

整整 18 個月,家庭沒有從工廠獲得任何收入,帕特一人 身兼多職,平時出差拉客戶,週末回來參與生產,沒有生產任務就去餐廳打零工養家。第一年沒日沒夜工作,最後結算, 只盈利了 699 美元。直到六年後他的收入達到創業前的水平, 才開始休第一個年假。十年後,公司財務才良性運轉,其間 有兩次走向破產邊緣。

第一個轉機發生在1970年,當時創邁投產了一臺新US BAIRD多工位壓力機。美國國防部找上門,半請求、半強制地讓創邁為霍尼韋爾生產一個拉伸件,是用在榴彈發射器上的部件,因為當時四家零部件供應商裡,只有創邁生產的這個件熱處理後不變形,秘訣是用油淬火。越戰中的美軍士兵在叢林中可以用這個武器來突破伏擊。在一年多的時間裡,擁有20名員工的創邁全力以赴只生產這一個零件,生產了幾百萬個,大大降低了美軍的傷亡率。

1977 年,實施了員工利潤分享計劃的創邁公司走向快速發展階段,將總部遷徙到現在位於Holland 48號街的位置。

到 1989 年,帕特湯普森先生成為著名的美國精密金屬成形協會(Precision Metalforming Association,簡稱PMA)的會長,帶領協會籌備幾年後在底特律舉辦的首屆汽 車零部件供應商大會。

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創邁集團創始人帕特湯普森(右)和其兒子現任創邁 CEO PJ 湯普森(左)

1992 年在美國西南的亞利桑那州開辦的 4600 平米的分廠,添置了 12 臺先進的壓力機,可以設計、製作和加工模具, 供應美國西部和墨西哥北部市場。

1998 年 Holland 的工廠擴張到了 22110 平米,添置了 多工位壓力機和級進模,能夠為客戶提供增值服務和價值工 程解決方案。

2002年PJ Thompson先生從父親手中接過接力棒,成為新的CEO,並於2006年決策在中國創立了創邁精密金 屬成型 ( 蘇州 ) 有限公司,就近服務在亞洲的客戶。2012年PJ Thompson也榮幸當選PMA的會長,任內倡導環保和創新理念。

2015年,因為中國公司的發展超乎預期,擴大投資,使產能足以覆蓋整個亞洲市場。

2016年的在墨西哥蒙特雷開闢新工廠,供應整個南美市場。

我是2008年加入創邁,並從2011年擔任總經理至今,在衝壓行業算是非常穩定的。為什麼要講這段歷史,是因為這裡也蘊含了深拉伸的一個特點,因為技術複雜,專用設備投資大,對模具設計和加工能力要求高,即使有錢把這些硬 件都搞定了,也很難穩定生產出各種深拉伸件,更別說贏得 客戶的信任有多難。

因為深拉伸對人的經驗以及對機械自動化的依賴高於別的行業,用同樣的自動化生產線,美國總部的生產效率就比 我們中國和墨西哥的工廠要高很多,因為那裡有一批全世界經驗最豐富的老員工,技術沉澱太雄厚了。所以,創始人用了六年才建立起軟硬件條件,培養起富有經驗的團隊,逐漸走上正軌,他也在業內首創員工利潤分享計劃,也是為了把 有寶貴經驗的員工留在公司裡。而拉伸客戶一旦認可你,也 絕對不會輕易更換供應商,業內的產能是有限的。創邁成立50年,只開闢了三家分廠,也是因為創辦一家深拉伸企業是一個系統工程,技術含量遠超其他工藝。這也是兩任董事長 都能在 800 多家會員企業的PMA當選輪值會長這一殊榮的原因。

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MFC:創業的經歷很坎坷,請你繼續介紹創邁的其他情況。

馬銳:創邁的定位很清楚,就是專業生產金屬精密拉伸件的公司,可以拉伸0.127~4.5mm厚,最深200mm的金屬零件,服務行業汽車安全氣囊、氧傳感器、製冷壓縮機、配管工程、五金鎖具、電動工具、園藝設備、辦公傢俬、燈具、家用電 器和消防設施等零部件的金屬配件。

在我們的官網上有一句很霸氣的話“We make the parts others find impossible”,翻譯成中文:我們做別人 做不了的零件。

創邁擁有世界上一流的機加工設備,能設計和加工功能複雜的模具,使之更容易的完成產品的側面特徵,從而避免成本高昂的後續工藝。

從精密度方面來看,創邁的工藝更加有能力生產尺寸和形位公差要求較高的精密產品,能在一組模具內完成各種複合加工,減少後續的二次加工。

除了為客戶開發和生產定製拉伸產品之外,我們也有力為客戶提供其他後續的增值服務,包括螺紋成型(滾壓或切 削)、卷邊、以及激光和電阻焊接和裝配。在創邁公司,我們也通過對供應鏈的管理來提升產品的價值,在電鍍、熱處理(包括真空退火)、水及超聲波清洗、振磨去毛邊、鍍銅、表面鈍化和機械加工等方面為客戶提供服務。我們創邁有一個觀點就是:糟糕的設計是昂貴的設計。

創邁不是簡單的來料加工工廠,在精密拉伸領域,我們是能制定標準的企業。創邁在客戶的概念產品設計階段就介入,按照嚴格的10個步驟,和客戶溝通,做出3D 電腦設計圖,做可行性分析,確定模具和材料,有限元分析時客戶測試原型設計,快速立體光刻塑料原型件,製作模具原型、模具工程師試拉伸、在客戶現場實測、實際投入應用量產。

這一切都是基於經驗豐富的員工隊伍、先進的現代化IT開發技術和強大的模具設計及加工能力。

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MFC:通過之前的會議,我們瞭解到深拉伸的設 備和模具都和傳統衝壓有很大不同,能不能給我們介紹一下創邁這方面的情況?

馬銳:創邁擁有 140 餘臺壓力機,其中有 120 臺從5~600t的多工位壓力機,以及少量的 45 ~ 500 噸的級進模壓力機, 能夠滿足不同材料和零部件尺寸的加工需求,並且實現個性 化定製拉伸。其中,中國擁有 34 臺壓力機。 深拉伸多工位壓力機一般衝壓杯狀的零件,高徑比一般 是 1:1 或者更大。材料從卷料出來,在落料壓力機下料,然後被送進下一個工位預衝一個杯狀零件,這時坯料的直徑 一般會減少40%,機械手繼續傳輸零件到後續工位,以 20%的縮減速度遞減,直到最終的形狀。最後,這個零件要送到 一個額外的工位,去確定直徑、長度、步驟、特徵和樣式, 具體包括 : 卷邊、拋光、倒角、壓花、壓印、局部擠壓、底部 衝裁、側面衝切、翻孔、凸包成型、熨薄、倒角、凸緣成型、 凸緣衝裁、鼓圈成型、反向拉伸和壓筋成型等等。

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下面我講講精密拉伸的多工位壓力機和級進模壓力機的區別

級進模壓力機和多工位壓力機最顯著的區別是落料方式 的不同,級進模是帶料進料,衝下的是零部件,多工位衝下 的是廢料,留下的是零件。級進模主要用來衝壓高徑比低而 且不需要側部特徵的零件。一般而言,級進模能很好的做彎曲、 衝裁和穿孔。

而多工位是衝壓下好料的坯料片,允許材料在衝頭和凹 模之間流動,所以有更大的高徑比。多工位壓力機的生產柔 性更強,衝出的零件能有更多的特徵,通常也比級進模節省 材料,因為後者需要連接的廢料帶動零部件移動。

值得提到的是創邁獨創的內置機械手傳送拉伸技術,比傳統的連續拉伸技術要先進、靈活,而且成本經濟,能製造 出高徑比更大的拉伸件。

多工位壓力機的知名製造商有會田、金豐、小松、Manzoni Minster、Osawa、Platarg、協易、US Baird等等。

級進模壓力機在45~500t之間,知名製造商有會田 , Blow、博瑞達、金豐、Danley、小松、明斯特、舒勒、協易,Stamtec, Sutherland and Verson 等。 拉伸用的壓力機分為兩種:一種專用的獨立凸輪軸壓力機,類似於發動機的工作原理,一根凸輪軸驅動一組活塞運動,每一個衝頭就像這個活塞被凸輪驅動,既獨立於其它衝頭, 彼此又保持一定角度同步運動,完成不同工位的拉伸;另外一種就是床身固定、裝模高度可調的壓力機,要求工作臺絕對平整,因為所有的沖模高低不平地固定在上模架的,以同樣地節拍上下運動,對所有拉伸工位進行。創邁對壓力機有 深刻的理解,知道什麼壓力機適合什麼樣的加工。

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MFC:請問適合精密拉伸的材料有哪些呢?

馬銳:適合深拉伸的材料有:

低碳鋼

通常被認為是深衝壓件的首選金屬 , 成形性好,有良好 的強度和重量比,加工硬化,成形後有更好的結構特性,價 格實惠,創邁每年生產數千萬個碳鋼零件。

不鏽鋼

與其他金屬衝壓工藝大不相同,不鏽鋼的衝壓難度很大。 當零件要求高耐磨性、耐熱和耐腐蝕的時候,就需要選用不 鏽鋼,它非常堅固,具有高強度重量比、大多數不鏽鋼牌號 都是非磁性的,也可以帶磁,可熱處理,無需電鍍。

鋁拉伸件通常用來做電力存儲、飲料罐、電池、散熱器 等零件。創邁擁有數十年的鋁拉伸經驗,每年生產幾十萬件。 鋁的比重比低碳鋼輕三分之一,有優異的強度重量比,非磁性, 不生鏽,耐腐蝕,可熱處理,可做陽極氧化處理,形成裝飾 性表面光潔,進一步耐腐蝕。

銅的拉伸也很難,但是銅拉伸件在溫度傳感、電子 / 電氣、 管道、熱和裝飾行業有獨特優勢。創邁每年生產數百萬件, 是全球銅深拉伸壓件的首選供應商。 銅自然耐腐蝕,非常適 合釺焊,可拋光用於裝飾目的。

黃銅

黃銅是普通的銅和鋅合金,適用於廣泛的應用領域。 創邁使用黃銅製造高精度、一致性強的管道、暖通空調和電氣 應用等部件。黃銅摩擦係數低,適合做齒輪、閥門、軸承; 天然殺菌和抗菌,適用於醫療行業;明亮的金色外觀適合裝飾; 有優異的聲學特性。

鈦富有光澤,以低密度、高強度和高耐腐蝕性而著稱。 鈦及其合金被用來做建材、航天器,商業和工業工具,以及 定製應用。鈦及合金有任何金屬相比的最高強度重量比 ,與 鋼一樣堅固,但輕 45%,有低導電性和導熱性、高天然耐腐 蝕性;適用於醫療行業的生物相容性和低過敏性;與鑄造或 方坯加工零件相比,鈦拉伸是一種極具成本效益的解決方案 。

Haynes230®

Haynes230® 是一種鎳鉻合金,添加了鎢和鉬,是不鏽 鋼和其他鎳基合金的更強有力的替代品,即使在高達 1150℃ 的溫度下也具有出色的抗氧化性。 作為開發深拉伸 Haynes 230 零部件的領先供應商,創邁理論和實際經驗豐富,可提 供高精度定製產品。 Haynes 230 拉伸件有優異的強度、高 抗疲勞性、低熱膨脹特性;和類似合金相比,具有極強的抗氮化和滲碳性能 。

青銅

青銅深拉伸件以其經濟型替代了鑄造或機加工的青銅件。 創邁能生產各種等級和類型的青銅深拉零件和部件,生產符 合客戶獨特要求的精密拉伸零件。青銅有比鋼更高的抗疲勞 和耐腐蝕性(特別是鹽水腐蝕);有優異的導熱性和導電性; 潛在爆炸性環境不產生火花;低摩擦係數使其成為軸承、齒 輪和其他汽車傳動部件的理想選擇,還有出色的耐用性。

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MFC:深拉伸的優點有點哪些?

馬銳:和傳統的衝壓、機加工、鑄造和注塑件相比,深拉伸 件的優勢非常多。創邁可以對現有的零部件進行逆向工程優 化,把原有的需要多個零件集成的部件簡化成單個拉伸件, 從而削減成本、減少浪費、降低裝備成本和時間,優化最終 零部件的結構來增加強度。

通過這樣,我們經常替換原來的金屬和塑料的加工工藝, 精簡零部件數量,提供超乎客戶預期精度、成本和耐用壽命 的拉伸零部件。當然,現在很多客戶並不知道拉伸工藝能做這麼複雜的加工,從而在大批量生產的時候大大降低成本,增加零件的安全性。

MFC: 創邁的客戶是哪些行業?有哪些機遇和挑戰?

馬銳:創邁主要服務的行業有:

汽車行業

用來生產安全氣囊、制動器、冷卻系統、排放 / 汙染控制、 燃油輸送、照明 、電機、傳感器、電源插座、變速箱和底盤 裡的大量拉伸衝壓件;

鎖具和建築五金行業 包括各種殼體、銘牌、軸、防護罩、項圈、栓柱、套等; 管道行業 銅配件、連接器和夾具、套管、溫控器、輸送管等; 暖通空調 吸入和排出配件、外殼、蓋子、固定器和杯體、壓力裝

置部件、傳感器和恆溫器、輸送管(用於液壓,氣體,流體等)、 套圈、變速器、螺線管和執行器、軸承、墊圈等。

園藝機械的金屬殼體等。

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目前創邁蘇州公司能加工 200 多個零部件,其中 70% 的業務來自汽車行業的定製業務,並沒有做電池殼,因為這 個行業競爭已經非常激烈。

精密深拉伸的機遇和挑戰

我一直認為,金屬深拉伸嚴格意義上和衝壓區別很大, 叫金屬成形更恰當,它融合了很多種加工手段,複雜程度高 很多,不是像很多國內同行理解的那樣,有幹衝壓的經驗, 我就能升級幹精密深拉伸;也不是說深拉伸的企業換行幹衝 壓就是降維打擊,兩者從設備、模具到工藝都是有很大區別的。 國內提到拉伸件,一般想到的是用傳統的液壓機或者機械多 工位、級進模在固定床身上拉伸,這和我們創邁的高速精密拉伸所用的專用凸輪式的壓力機是不同的。當然國內現在也有這種仿製的專機研製出來。 隨著一些德意、美系和日系的拉伸企業進入中國,培養了一些技術人員和工人,本土的民營企業和汽車主機廠及供 應商也有優秀的拉伸企業和車間產生,和國外的差距是縮小的。

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就我理解,中國的精密金屬拉伸水平,和國外相差 15 年 左右的水平,不是差在某一個環節,比如設備、模具加工能力、 軟件都能用錢買來,但是用時間堆積的人員經驗和技術沉澱 是沒有辦法短時間超越的,這是一個從量變到質變的過程, 必須經歷千百次失敗,才能知道怎麼去做。即使美國的同事, 在面對新的材料和工藝的時候,也會面臨大概率的失敗嘗試。

MFC:目前國際上有哪些拉伸做得好的國家?國 內外客戶有什麼差別?

馬銳:這個我在 MFC 的技術論壇上介紹過了,主要是德國、 美國、日本、意大利等,這些國家同時也是機床的製造強國。 一些德國同行也參會了,就在我們蘇州就有好多外資的拉伸 企業。這些企業多半是家族企業,就像我們公司一樣,幾代 人專注在這個領域,所有的職位的人員流動都很低,對設備、 材料、工藝、模具製造、模擬、後續加工都有深厚的技術積累, 有穩定的客戶,深度參與客戶的設計。

深拉伸件定製的產品多,在國外,拉伸企業和客戶長期磨合,能把產品做到極致,接近完美。這在國內還做不到,因為客戶需要我們這些二三級供應商持續降價,同時也在不 同的供應商之間調整份額,保持我們之間的競爭壓力。

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就客戶的要求而言,中國的客戶可能要求得更高,其實 這些客戶也多是外資或合資企業,同樣的圖紙,同樣的零件 在國外的同一家客戶的要求就沒有這麼高。怎麼回事呢?其 實是這些客戶的中方設計和採購人員比較年輕,並不清楚設 計的根本原理,對非功能特徵過度關注,比如對外觀存在的 極少數比例的色差、毛刺、黑 / 斑點、非關鍵部位的公差、R 角、 斷裂帶等一些非關鍵的瑕疵不能容忍。其實這些瑕疵是加工 絕對不可避免的,但根本不影響核心功能。如果一定要完美的產品,那麼我們只能僱人全檢,把這些所謂的次品挑出來, 為了完美的R角,模具損耗大大增加,同時為了面面俱到, 我們生產商有時候會分散對核心功能的關注,而僅僅給予了 一般性的重視。這些都會增加成本,分散精力,給拉深企業 造成困擾。

這些需要我們整個拉伸行業的同行一起來和客戶一起成長。

MFC:我們發現關於中文深拉伸的技術資料非常少,很想為業內做一些普及工作。請問有什麼推薦嗎?

馬銳:精密深拉伸是一個相對專業性很強的行業,創邁的歷 史幾乎就是美國精密拉伸發展史的重要部分了。不光是中文, 就是英文世界,資料也是很少的。理論可能好理解,但是實 際的加工情況複雜多變,這些技術難點都在企業的數據庫、 資料庫和人員的大腦裡。後續我們和 MFC 可以聯手做一些行 業普及工作,利用好 MFC 的深拉伸論壇,把國外的技術資料 介紹給業內,通過深拉伸聯盟也把業內的同行聚集起來,願 意分享的來分享,儘快提高精密深拉伸在各行各業的應用, 提高我們衝壓行業的技術含量和附加值。

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MFC:最後一個問題,創邁在中國的發展規劃?

馬銳:我們一直在追求改變,變得越來越好。我們創邁的定位不會變,繼續專注於金屬精密深拉伸,經營目標依然是做 全球精密金屬深拉伸行業的領導者,一直引領技術的發展。創邁蘇州工廠面積有15000平米,自動化水平很高,市場定 位立足中國,輻射亞洲。

我們一直在培養本土的深拉伸專業人才,2019年公司3月128名員工,以技術人員為主,員工年紀在30~35歲之間居多,從事十年以上的老員工已經佔到一半以上。很多人 和我一樣,把戶口也遷移過來紮根蘇州。大部分人正是年富 力強,又富有經驗的黃金年月,人均創收水平是普通衝壓四 倍以上達到30萬的人均產值。創邁不敢說提供了業內最好的 待遇,但絕對是有吸引力的待遇,因為我們視人才為企業最重要的資產。

從2009年開始,創邁蘇州已經可以由本土的技術人員開發生產的大部分零部件,不再依賴本部的技術輸出。我們 也在做信息化和數字化的改造工作,已經開始無紙化工作了。現在我在任何地方,都能實時看到工廠的情況。

再次感謝 MFC 的採訪,希望我能起到拋磚引玉的作用, 讓更多拉伸行業的同仁發聲,共同振興和繁榮中國的精密深 拉伸行業,真正提升中國製造的技術含量。

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