華南理工大學 趙海東教授（右）做客“直播間”，接受《壓鑄周刊》主編專訪

在日前閉幕的“2020全國壓鑄年會”上，中國機械工程學會鑄造分會、《壓鑄周刊》聯合推出“對話行業專家：直播訪談”節目，邀請多位行業專家、知名企業相關負責人走進“直播間”，就當前壓鑄行業熱門話題，交流他們的觀點和看法。

其中，華南理工大學教授趙海東先生在訪談上，就他的研究方向與科研成果、產學研合作、廣東壓鑄產業及企業的發展狀況、華南理工大學國家金屬材料近凈成形工程技術研究中心職能等做了詳細介紹，就國內外壓鑄技術對比、大型一體成型壓鑄件和超大型壓鑄機等話題發表了他的看法。

《壓鑄周刊》主編：您和您的團隊是否與業內企業，比如說壓鑄、有色鑄造領域的一些企業開展產學研合作？如果有的話，是否可以給我們介紹一些合作案例？

趙海東教授：我們和業內企業一直有著很長時間的產學研合作，像和廣東文燦壓鑄股份有限公司、廣東肇慶動力金屬股份有限公司、廣東鴻圖科技股份有限公司、佛山市南海奔達模具有限公司、廣州金邦有色合金有限公司、中信戴卡股份有限公司等都有合作。有的企業合作近20年，也沒有中斷過。

關于合作案例，我們做了很多工作、也獲得了一些成果。2010年起，我們和廣東肇慶動力金屬股份有限公司，共同承擔了廣東省的科技項目，廣汽自主品牌傳祺汽車的第一款發動機缸蓋，就是我們產學研項目的成果。2012-2015年，我們和廣東文燦壓鑄股份有限公司南通子公司合作，共同研制出供給奔馳、特斯拉汽車的結構件。當時，奔馳結構件國產化的技術報告，就是我們課題組完成的；我們也進行一些天合轉向器孔洞的3D特征以及工藝優化的研究，這個項目去年獲得江蘇省科技進步獎。這個項目在2017-2019年，納稅超過2億元。

2013-2015年，我們和廣州金邦有色合金有限公司以及東風汽車中心合作，從鋁合金轉向節產品設計，應力、疲勞、路譜分析，擠壓鑄造工藝設計，臺架試驗到車載。這應該是國內第一款從產品開發、產品制造、產品驗證以及量產的轉向節擠壓鑄造案例。

近年來，因為壓鑄零部件變得越來越大，大型模具的熱變形/壽命問題越來越突出。我們和南海奔達、中信戴卡合作，首次完成了模具高溫的實時變形掃描，形成了鋁合金鑄造模具熱變形計算機模擬與驗證技術,為輪轂反變形設計、輪轂壁厚均勻提供了研究基礎，可節約材料、降低機加工量。現在和這些企業繼續保持合作，主要在模具壽命延長，提升大型副車架尺寸、組織性能的穩定性等方面進行共同研究。這些合作的技術理論，還是來源于學校工程中心的理論研究，或者應用基礎理論的結果。

《壓鑄周刊》主編：您認為，與國外發達國家相比，我國鑄造（壓鑄）鋁材料以及金屬熱成型工藝的研究的整體情況如何？在哪些方面需要去補短板？

趙海東教授：總體來講，經過二十年的發展，我們國家壓鑄技術及工藝的研究，包括之前采訪嘉賓熊守美教授的研究，我們和國內其他研究者的研究，在國際上是處于先進水平的。經過產學研合作、企業的自身努力，其實，我國壓鑄企業在規模和技術都處于國際先進水平，，比如，從規模上講，我們的龍頭壓鑄企業，比德國的皮爾博格、日本的利優比、阿利斯提都要大。不過，有些不足的是，因為目前科研考核和企業績效，過于強調短期效應。

舉個例子來講，像最早研發和使用的一批合金材料：壓鑄鋁合金ADC12、通訊用的AlSi12Fe、車身結構用的AlSi10MgMn(Silafont-36)，都是國外的牌號。這就說明了一個問題，需要我國的研究者、企業要有長遠的眼光，著眼于長遠的目標投資。

在這次壓鑄年會上，我聽的報告提到，現在我們國家把標準化列入非常重要的項目。我認為這是對的。但是，想要把材料、工藝、產品做成標準，需要在各方面，做非常詳細的研究和分析。這個投入和周期是非常漫長的，不能急功近利。科技部也提出“不唯熱門、不唯項目”，研究者和企業都要有長遠的眼光。

第二，我個人認為現在的企業的競爭有些同質化，每個企業都過于注重規模的擴張，而對生產質量、生產水平的提高，花的精力有限。舉個典型的例子，我們國家壓鑄件的合格率，始終低于整車企業壓鑄廠的合格率。當然，整車廠可以有讓步接收這一說法。再舉個例子，我和肇慶本田金屬合作，這家公司有件產品--發動機缸體里面的活塞，他們連續6個月針對這個產品做優化，根據最后的統計數據，將不良數據降至萬分之二。發動機缸蓋的話，比如東風本田發動機的不良率只有1.5%，但國內做缸蓋的工廠很多都達到了百分之十，這些大大地降低了生產效率和經濟效益。這些方面是需要工匠精神的。這是我們的企業需要注意的一點。

第三，我們的壓鑄機或者機器人廠商，把設備做得很大，只為了滿足于銷售，但是對一些核心零部件和自主技術的掌握，卻鮮有突破。比如，控制閥主要還是用國外的。我希望國產的元器件廠，能夠配合壓鑄行業和企業，共同發展。比如，壓鑄機廠商，只滿足于客戶使用，用機器人去自動化生產代替人工，但很少有廠商敢于挑戰ABB、庫卡、發那科的地位。這些都需要我們去花時間和功夫的，不要太注重規模，而是要注重質量。

《壓鑄周刊》主編：特斯拉上海工廠3臺6000T壓鑄機已投產。當前，已有4家壓鑄機廠商接到8000T壓鑄機訂單。您對壓鑄件大型化、一體化成型，以及壓鑄設備超大型化的趨勢有什么看法？您認為這將給行業帶來哪些機遇和挑戰？

特斯拉上海超級工廠壓鑄車間內，正在服役的3套6000T壓鑄島。圖片來自特斯拉官網。

趙海東教授：由于汽車的售價不斷地下降，汽車廠商為了通用化、標準化，隨著大型受力件的開發技術，或有限元分析可靠性技術的不斷進步，把很多的汽車零部件集成成一個部件，然后減少裝配工序，這是汽車工業發展的一個重要方向。關于壓鑄件的大型化和超大型化，其實對產業鏈來講是很痛苦的過程，因為它形成了以后，很多現有產品就不存在了。但是，任何終端產品的變化，事實上也蘊藏著重大的商機，關鍵是企業怎么樣適應這個商機的變化。

我舉個例子，像這么大的鑄件，比如特斯拉的整體車架，它能熱處理嗎？熱處理變形時，怎么整形？為此它大概率會使用非熱處理合金，非熱處理合金目前在壓鑄界只有德國的MA59，而且在中國沒有一家企業量產過，這種合金在熔煉的氧化性、成型性都不好。因此，這就給合金材料生產商帶來機會。

第二個，這么大型的鑄件，需要大型的模具。我見過特斯拉6000T壓鑄機的模具實物，是用四個模芯拼模的。將來到了8000T，不可能有很多拼接。因此，需要更大的模具鋼，對模具鋼制造企業來講，就會對其電渣重熔、鍛造、熱處理的方面，提出更高的要求。當然，更高的要求，也代表著更高更多的商業機會。同時，假如模具原來都滿足于設計成一個模芯，將來像這樣必須要拼接的，有沒有可靠的拼接設計和制造能力？這又對模具廠商提出了要求。

另外，像這樣大型模具的價格都會超過1000萬元以上，如果能夠延長壽命1萬件（1萬模次）以上，對成本來講是非常有價值的，多1萬件就意味著成本會降低很多。因此，對模具鋼材，對于模具設計與制造，對模具在整個生命周期的持續穩定使用，甚至模具修復，都提出了更高的要求，帶來一些新的技術需求。

所以說，中小型壓鑄件的需求減少了，大型壓鑄件的誕生，其實也誕生很多的機會。我也希望行業的企業能夠抓住這些機會，當然我們高校的研究者，也會密切關注這些方向的需求。

《壓鑄周刊》主編：華南理工大學是廣東的一所著名學府，您的團隊主要是跟廣東地區的知名壓鑄企業合作比較多。請您介紹一下廣東地區的壓鑄行業的一些整體情況。這個地區有什么樣的一個區域特點？

趙海東教授：我對廣東的企業是比較了解的。因為我兼任過廣東省鑄造和壓鑄學會的秘書長，也兼任過廣東省鑄造行業協會的代秘書長。目前，擔任廣東省鑄造行業協會專家委員會主任。2000年以前較長的一段時間，廣東省鋁合金壓鑄件產量大概占了全國的50%。當然，這也跟當時壓鑄機價格昂貴、許多壓鑄廠集中在廣東有關系。

舉個例子，像宇部1500T壓鑄機，在2005年以前價格是1000多萬人民幣，在當時的中國是非常大的數字。隨著我國壓鑄行業、壓鑄企業的發展，逐步實現國產替代，這樣的大型設備價格也降下來了。國外品牌的壓鑄機廠商，面臨來自國內伊之密、力勁的強有力的競爭，因此壓鑄機的價格整體降下來了。

廣東壓鑄企業的歷史比較悠久， 80年代末，就出現壓鑄廠，從小家庭作坊式開始；90年代初，壓鑄廠初具規模；2000年以后，開始出現一些正規化管理的壓鑄企業。雖然當時規模還不大，也有一些服務于汽車產業的企業。到如今，已經有許多比較大型的現代化企業，比如：廣東鴻圖、廣東文燦、鴻特精密、東莞鴻圖、精明、宜安科技，等等。

目前，廣東省規模以上壓鑄件企業全年產量在70萬噸以上，大概占全國的30%左右。全國大概不到300萬噸。廣東壓鑄行業和企業，歷史比較悠久，基礎比較好，產業鏈比較完整。舉個例子，客戶今天要一個非標產品，我們的企業明天或今天晚上就可以交付，響應速度極快。這就是廣東企業的優勢。

不過，廣東壓鑄企業也有一些問題。由于廣東企業的生產、管理模式都是在15年或20年前發展起來的，而長三角以及內地一些新投資的企業，他們完全按照現代制造業的理念投資創建的，因此他們整個發展水平要高于廣東的企業。這個問題主要表現在人均產值、自動化程度等。就拿廣東文燦為例，它自動化程度最高的工廠是它的天津工廠，而不是總部的南海工廠。

第二，整車廠的高端產品在廣東生產的比較少，比如奔馳、特斯拉的結構件產品，都是由長三角地區如南通雄邦（文燦南通工廠）、寧波旭升、拓普集團等壓鑄企業生產。這是廣東和珠三角企業需要反思的，如何把握新時期的新機遇。不過，廣東企業的優勢在外貿，如果能抓住機會、利用國際貿易，同時廣東毗鄰香港、澳門區位優勢，在外貿方面又非常豐富的經驗，我們可以利用這些優勢，來彌補我們的劣勢。

另外，廣東壓鑄企業在轉型升級過程中，務必要走自動化、數字化之路，再進一步走智能化之路，逐步進行自我升級、自我換代。這樣，我們才能夠在行業里持續穩定地發展。我相信，憑借良好的歷史基礎，豐富的積累和沉淀，由于前期的盈利積累所以包袱相對較小，相對來說，廣東壓鑄企業實現自我逐步替代和升級，不斷拓展企業的發展空間，還是大有可為的。

《壓鑄周刊》主編：請您介紹一下華南理工大學金屬材料近凈成形工程技術研究中心的主要職能、您和您團隊的研究方向以及一些科研成果。

趙海東教授：華南理工大學是在廣州，是直屬教育部的985、211的高校，是雙一流的高校。我所在的是科技部歸管的國家金屬材料近凈成形工程技術研究中心，最早是從1993年成立的一個課題組發展起來的，當時的創始人是現在的李元元院士，現在是華中科技大學校長。中心最早是從事有色合金鑄造以及粉末冶金方面研究，后來成為廣東省的金屬材料制備與成形重點實驗室，進入2000年之后升級成為教育部的金屬材料近凈成形工程技術研究中心，在2010年前后通過了科技部的國家金屬材料近凈成形工程技術研究中心的認證。

現在，中心大概有專職老師30多人，其中教授14名，加上研究生、碩士生、博士生、博士后等大概將近200人，開展的研究包括鑄造、粉末冶金、塑性加工、增材制造，研究的材料有鋁合金、鎂合金、銅合金、鐵基合金、鈦合金等。中心也有幾個團隊，我所在的是先進金屬材料及其數字化成形的團隊，我們這個團隊有4、5個教授，我這個研究方向還有一名年輕的老師，加上10多名研究生，其中有5名博士生。

我一直從事鋁合金鑄造的研究，有20余年的時間。在日本留學時開始這個方向的研究，主要包括高性能的鑄造鋁合金、鑄造成形的新工藝、成形組織特征及性能的關聯，也包括成形過程的計算機建模仿真。在這些研究方向，也承擔完成了國家自然科學基金、國家863計劃、工信部“強基工程”、廣東省的重大科技專項等項目40余項，目前正在承擔國家自然科學基金、廣東省重點研發等項目。合作過企業有十幾家企業，有的企業是很長時間合作。我們發表了140余篇論文，有10多個的國家發明專利的授權、6個軟件著作權，獲得過4次科技進步獎。另外，我本人也榮獲過教育部新世紀優秀人才、全國機械行業先進工作者等稱號。