华南理工大学 赵海东教授（右）做客“直播间”，接受《压铸周刊》主编专访

在日前闭幕的“2020全国压铸年会”上，中国机械工程学会铸造分会、《压铸周刊》联合推出“对话行业专家：直播访谈”节目，邀请多位行业专家、知名企业相关负责人走进“直播间”，就当前压铸行业热门话题，交流他们的观点和看法。

其中，华南理工大学教授赵海东先生在访谈上，就他的研究方向与科研成果、产学研合作、广东压铸产业及企业的发展状况、华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心职能等做了详细介绍，就国内外压铸技术对比、大型一体成型压铸件和超大型压铸机等话题发表了他的看法。

《压铸周刊》主编：您和您的团队是否与业内企业，比如说压铸、有色铸造领域的一些企业开展产学研合作？如果有的话，是否可以给我们介绍一些合作案例？

赵海东教授：我们和业内企业一直有着很长时间的产学研合作，像和广东文灿压铸股份有限公司、广东肇庆动力金属股份有限公司、广东鸿图科技股份有限公司、佛山市南海奔达模具有限公司、广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。有的企业合作近20年，也没有中断过。

关于合作案例，我们做了很多工作、也获得了一些成果。2010年起，我们和广东肇庆动力金属股份有限公司，共同承担了广东省的科技项目，广汽自主品牌传祺汽车的第一款发动机缸盖，就是我们产学研项目的成果。2012-2015年，我们和广东文灿压铸股份有限公司南通子公司合作，共同研制出供给奔驰、特斯拉汽车的结构件。当时，奔驰结构件国产化的技术报告，就是我们课题组完成的；我们也进行一些天合转向器孔洞的3D特征以及工艺优化的研究，这个项目去年获得江苏省科技进步奖。这个项目在2017-2019年，纳税超过2亿元。

2013-2015年，我们和广州金邦有色合金有限公司以及东风汽车中心合作，从铝合金转向节产品设计，应力、疲劳、路谱分析，挤压铸造工艺设计，台架试验到车载。这应该是国内第一款从产品开发、产品制造、产品验证以及量产的转向节挤压铸造案例。

近年来，因为压铸零部件变得越来越大，大型模具的热变形/寿命问题越来越突出。我们和南海奔达、中信戴卡合作，首次完成了模具高温的实时变形扫描，形成了铝合金铸造模具热变形计算机模拟与验证技术,为轮毂反变形设计、轮毂壁厚均匀提供了研究基础，可节约材料、降低机加工量。现在和这些企业继续保持合作，主要在模具寿命延长，提升大型副车架尺寸、组织性能的稳定性等方面进行共同研究。这些合作的技术理论，还是来源于学校工程中心的理论研究，或者应用基础理论的结果。

《压铸周刊》主编：您认为，与国外发达国家相比，我国铸造（压铸）铝材料以及金属热成型工艺的研究的整体情况如何？在哪些方面需要去补短板？

赵海东教授：总体来讲，经过二十年的发展，我们国家压铸技术及工艺的研究，包括之前采访嘉宾熊守美教授的研究，我们和国内其他研究者的研究，在国际上是处于先进水平的。经过产学研合作、企业的自身努力，其实，我国压铸企业在规模和技术都处于国际先进水平，，比如，从规模上讲，我们的龙头压铸企业，比德国的皮尔博格、日本的利优比、阿利斯提都要大。不过，有些不足的是，因为目前科研考核和企业绩效，过于强调短期效应。

举个例子来讲，像最早研发和使用的一批合金材料：压铸铝合金ADC12、通讯用的AlSi12Fe、车身结构用的AlSi10MgMn(Silafont-36)，都是国外的牌号。这就说明了一个问题，需要我国的研究者、企业要有长远的眼光，着眼于长远的目标投资。

在这次压铸年会上，我听的报告提到，现在我们国家把标准化列入非常重要的项目。我认为这是对的。但是，想要把材料、工艺、产品做成标准，需要在各方面，做非常详细的研究和分析。这个投入和周期是非常漫长的，不能急功近利。科技部也提出“不唯热门、不唯项目”，研究者和企业都要有长远的眼光。

第二，我个人认为现在的企业的竞争有些同质化，每个企业都过于注重规模的扩张，而对生产质量、生产水平的提高，花的精力有限。举个典型的例子，我们国家压铸件的合格率，始终低于整车企业压铸厂的合格率。当然，整车厂可以有让步接收这一说法。再举个例子，我和肇庆本田金属合作，这家公司有件产品--发动机缸体里面的活塞，他们连续6个月针对这个产品做优化，根据最后的统计数据，将不良数据降至万分之二。发动机缸盖的话，比如东风本田发动机的不良率只有1.5%，但国内做缸盖的工厂很多都达到了百分之十，这些大大地降低了生产效率和经济效益。这些方面是需要工匠精神的。这是我们的企业需要注意的一点。

第三，我们的压铸机或者机器人厂商，把设备做得很大，只为了满足于销售，但是对一些核心零部件和自主技术的掌握，却鲜有突破。比如，控制阀主要还是用国外的。我希望国产的元器件厂，能够配合压铸行业和企业，共同发展。比如，压铸机厂商，只满足于客户使用，用机器人去自动化生产代替人工，但很少有厂商敢于挑战ABB、库卡、发那科的地位。这些都需要我们去花时间和功夫的，不要太注重规模，而是要注重质量。

《压铸周刊》主编：特斯拉上海工厂3台6000T压铸机已投产。当前，已有4家压铸机厂商接到8000T压铸机订单。您对压铸件大型化、一体化成型，以及压铸设备超大型化的趋势有什么看法？您认为这将给行业带来哪些机遇和挑战？

特斯拉上海超级工厂压铸车间内，正在服役的3套6000T压铸岛。图片来自特斯拉官网。

赵海东教授：由于汽车的售价不断地下降，汽车厂商为了通用化、标准化，随着大型受力件的开发技术，或有限元分析可靠性技术的不断进步，把很多的汽车零部件集成成一个部件，然后减少装配工序，这是汽车工业发展的一个重要方向。关于压铸件的大型化和超大型化，其实对产业链来讲是很痛苦的过程，因为它形成了以后，很多现有产品就不存在了。但是，任何终端产品的变化，事实上也蕴藏着重大的商机，关键是企业怎么样适应这个商机的变化。

我举个例子，像这么大的铸件，比如特斯拉的整体车架，它能热处理吗？热处理变形时，怎么整形？为此它大概率会使用非热处理合金，非热处理合金目前在压铸界只有德国的MA59，而且在中国没有一家企业量产过，这种合金在熔炼的氧化性、成型性都不好。因此，这就给合金材料生产商带来机会。

第二个，这么大型的铸件，需要大型的模具。我见过特斯拉6000T压铸机的模具实物，是用四个模芯拼模的。将来到了8000T，不可能有很多拼接。因此，需要更大的模具钢，对模具钢制造企业来讲，就会对其电渣重熔、锻造、热处理的方面，提出更高的要求。当然，更高的要求，也代表着更高更多的商业机会。同时，假如模具原来都满足于设计成一个模芯，将来像这样必须要拼接的，有没有可靠的拼接设计和制造能力？这又对模具厂商提出了要求。

另外，像这样大型模具的价格都会超过1000万元以上，如果能够延长寿命1万件（1万模次）以上，对成本来讲是非常有价值的，多1万件就意味着成本会降低很多。因此，对模具钢材，对于模具设计与制造，对模具在整个生命周期的持续稳定使用，甚至模具修复，都提出了更高的要求，带来一些新的技术需求。

所以说，中小型压铸件的需求减少了，大型压铸件的诞生，其实也诞生很多的机会。我也希望行业的企业能够抓住这些机会，当然我们高校的研究者，也会密切关注这些方向的需求。

《压铸周刊》主编：华南理工大学是广东的一所著名学府，您的团队主要是跟广东地区的知名压铸企业合作比较多。请您介绍一下广东地区的压铸行业的一些整体情况。这个地区有什么样的一个区域特点？

赵海东教授：我对广东的企业是比较了解的。因为我兼任过广东省铸造和压铸学会的秘书长，也兼任过广东省铸造行业协会的代秘书长。目前，担任广东省铸造行业协会专家委员会主任。2000年以前较长的一段时间，广东省铝合金压铸件产量大概占了全国的50%。当然，这也跟当时压铸机价格昂贵、许多压铸厂集中在广东有关系。

举个例子，像宇部1500T压铸机，在2005年以前价格是1000多万人民币，在当时的中国是非常大的数字。随着我国压铸行业、压铸企业的发展，逐步实现国产替代，这样的大型设备价格也降下来了。国外品牌的压铸机厂商，面临来自国内伊之密、力劲的强有力的竞争，因此压铸机的价格整体降下来了。

广东压铸企业的历史比较悠久， 80年代末，就出现压铸厂，从小家庭作坊式开始；90年代初，压铸厂初具规模；2000年以后，开始出现一些正规化管理的压铸企业。虽然当时规模还不大，也有一些服务于汽车产业的企业。到如今，已经有许多比较大型的现代化企业，比如：广东鸿图、广东文灿、鸿特精密、东莞鸿图、精明、宜安科技，等等。

目前，广东省规模以上压铸件企业全年产量在70万吨以上，大概占全国的30%左右。全国大概不到300万吨。广东压铸行业和企业，历史比较悠久，基础比较好，产业链比较完整。举个例子，客户今天要一个非标产品，我们的企业明天或今天晚上就可以交付，响应速度极快。这就是广东企业的优势。

不过，广东压铸企业也有一些问题。由于广东企业的生产、管理模式都是在15年或20年前发展起来的，而长三角以及内地一些新投资的企业，他们完全按照现代制造业的理念投资创建的，因此他们整个发展水平要高于广东的企业。这个问题主要表现在人均产值、自动化程度等。就拿广东文灿为例，它自动化程度最高的工厂是它的天津工厂，而不是总部的南海工厂。

第二，整车厂的高端产品在广东生产的比较少，比如奔驰、特斯拉的结构件产品，都是由长三角地区如南通雄邦（文灿南通工厂）、宁波旭升、拓普集团等压铸企业生产。这是广东和珠三角企业需要反思的，如何把握新时期的新机遇。不过，广东企业的优势在外贸，如果能抓住机会、利用国际贸易，同时广东毗邻香港、澳门区位优势，在外贸方面又非常丰富的经验，我们可以利用这些优势，来弥补我们的劣势。

另外，广东压铸企业在转型升级过程中，务必要走自动化、数字化之路，再进一步走智能化之路，逐步进行自我升级、自我换代。这样，我们才能够在行业里持续稳定地发展。我相信，凭借良好的历史基础，丰富的积累和沉淀，由于前期的盈利积累所以包袱相对较小，相对来说，广东压铸企业实现自我逐步替代和升级，不断拓展企业的发展空间，还是大有可为的。

《压铸周刊》主编：请您介绍一下华南理工大学金属材料近净成形工程技术研究中心的主要职能、您和您团队的研究方向以及一些科研成果。

赵海东教授：华南理工大学是在广州，是直属教育部的985、211的高校，是双一流的高校。我所在的是科技部归管的国家金属材料近净成形工程技术研究中心，最早是从1993年成立的一个课题组发展起来的，当时的创始人是现在的李元元院士，现在是华中科技大学校长。中心最早是从事有色合金铸造以及粉末冶金方面研究，后来成为广东省的金属材料制备与成形重点实验室，进入2000年之后升级成为教育部的金属材料近净成形工程技术研究中心，在2010年前后通过了科技部的国家金属材料近净成形工程技术研究中心的认证。

现在，中心大概有专职老师30多人，其中教授14名，加上研究生、硕士生、博士生、博士后等大概将近200人，开展的研究包括铸造、粉末冶金、塑性加工、增材制造，研究的材料有铝合金、镁合金、铜合金、铁基合金、钛合金等。中心也有几个团队，我所在的是先进金属材料及其数字化成形的团队，我们这个团队有4、5个教授，我这个研究方向还有一名年轻的老师，加上10多名研究生，其中有5名博士生。

我一直从事铝合金铸造的研究，有20余年的时间。在日本留学时开始这个方向的研究，主要包括高性能的铸造铝合金、铸造成形的新工艺、成形组织特征及性能的关联，也包括成形过程的计算机建模仿真。在这些研究方向，也承担完成了国家自然科学基金、国家863计划、工信部“强基工程”、广东省的重大科技专项等项目40余项，目前正在承担国家自然科学基金、广东省重点研发等项目。合作过企业有十几家企业，有的企业是很长时间合作。我们发表了140余篇论文，有10多个的国家发明专利的授权、6个软件著作权，获得过4次科技进步奖。另外，我本人也荣获过教育部新世纪优秀人才、全国机械行业先进工作者等称号。