Baier & Michels 公司的平模轧机和 ECCO TEC 工艺——用于无屑精密零件制造的压制和轧制组合工艺

机械工程革命：这种新型轧制工艺如何节省 80% 的材料

在一月一个飘雪的周末，一台125吨的平板模轧机运抵并安装到位于奥伯拉姆施塔特的罗尔巴赫工厂，这绝不仅仅是一项物流壮举。这一事件背后蕴藏着工业制造的根本性变革，也体现了德国企业如何应对日益激烈的全球竞争压力。由拜尔-米歇尔斯公司开发的这套系统，代表着对一个关乎企业生存的关键问题的技术解答：高度自动化、无芯片制造能否在满足环保要求的同时，弥补亚洲竞争对手的成本优势？

精密零件制造领域的技术变革

平颚滚压机代表了长柄精密零件生产领域的一次根本性变革。该工艺基于冷成形原理，利用两个反向旋转的平颚进行加工，其中一个颚固定不动，另一个颚则通过曲柄机构水平移动。工件位于两个颚之间，在楔形颚的挤压下逐步成形，同时颚旋转并减小其横截面积。.

与连续运行且循环速度更高的旋转模轧机不同，平模轧机在中等批量和复杂几何形状的加工方面具有显著优势。其根本优势在于显著降低的投资成本和灵活性，使其特别适合欧洲中型制造企业的需求。由baier & michels公司开发的b&m-ECCO TEC技术将压制和轧制工艺相结合，形成一种无屑制造工艺，能够在单一集成流程中生产出传统上需要多个加工步骤才能完成的零部件。.

只有与传统机械加工相比，这项技术的意义才能真正显现。活塞杆、调节主轴和传动轴通常需要经过车削、铣削、齿轮加工、热处理和最终磨削等多道工序才能制造完成——这是一个耗时耗力、材料消耗巨大的过程。而无屑冷成形技术则几乎完全利用了原材料，因为不会产生切屑。对于复杂的冷成形零件，材料用量最多可节省 80%。这种节省转化为显著的环境效益：由于省去了耗能的金属切屑回收处理工艺，二氧化碳排放量最多可减少 67%，同时对原生资源的需求也大幅降低。.

成形过程中材料的加工硬化带来了一项冶金优势。材料纤维并未断裂；相反，晶格中的位错密度增加，从而形成更致密、更具韧性的表面结构。这种加工硬化可以省去后续处理（例如淬火）的步骤，同时还能使零件的强度高于机加工零件。对于液压缸等安全关键型应用而言，活塞杆承受着巨大的压缩力和拉伸力，因此这代表着质量的显著提升。.

对德国机械工程的战略意义

拜尔-米歇尔斯公司（Baier & Michels）是伍尔特集团（Würth Group）的成员，拥有约500名员工。该公司2000万欧元的投资必须放在德国工业基础面临根本性威胁的背景下看待。德国机械工程历来是这个出口导向型国家的支柱产业，拥有超过120万名员工，出口份额超过70%。如今，德国机械工程正面临着来自中国竞争对手的系统性冲击。.

2013年至2023年间，德国在全球机械出口市场的份额下降至15.2%，而同期中国的份额则从14.3%上升至22.1%。这一转变不仅源于成本优势，也得益于中国的产业政策攻势：2019年，中国机械制造商平均每家公司获得1570万欧元的直接和间接补贴，使其能够以比德国低50%的价格销售产品。与此同时，德国机械设备制造业联合会（VDMA）61%的成员预测，五年后他们的竞争力将仅处于平均水平或较差。.

在这种环境下，拜尔-米歇尔斯公司决定在其位于奥伯拉姆施塔特的工厂投资2000万欧元，逆潮流而行，将生产转移到海外，这代表着一项战略定位举措。总经理约尔格·波尔明确阐述了这一决定的理由：新厂房的生产技术优势显著，因此公司必然会继续加大对该技术的投入。他表示，公司开发的产品几乎无可匹敌，能够为客户带来极高的价值，因此，例如劳动力成本并非首要考虑因素。.

这段话揭示了核心困境和潜在解决方案。德国的劳动力成本结构性地高于亚洲，但高度自动化、技术密集型的制造流程如果能够同时将生产时间缩短八到十倍并大幅降低材料成本，则足以弥补这一劣势。因此，b&m-ECCO TEC 技术创造了一种竞争优势，这种优势无法仅仅通过降低成本在低工资国家复制。.

Baier & Michels公司新客户销售主管Jana Tischler强调，来自亚洲的巨大市场压力是其另一项战略优势。该机器不仅确保了公司在德国的生产基地，同时还保证了欧洲内部的极短运输路线。这一表述凸显了其结构性优势，而这一优势正因地缘政治发展而日益重要。自疫情引发的供应链中断和地缘政治紧张局势以来，全球供应链的韧性已成为重中之重。本地或区域价值链能够最大限度地降低运输风险、减少排放，并更快地响应客户需求。.

将生产基地设在德国而非将生产外包至邻近的欧盟国家或从亚洲迁回德国，这一决策也必须从宏观经济角度进行评估。研究表明，虽然跨行业的回流战略可以降低依赖性，但也会导致经济繁荣的显著损失。完全回流将使德国的GDP下降近10%，因为全球劳动分工带来的专业化优势将不复存在。然而，在具有高附加值和技术复杂性的关键行业，战略性回流可能是有益的，尤其是在与工业4.0技术带来的生产率提升相结合的情况下。.

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经济与生态协同效应

荣获2025年德国可持续发展奖，凸显了该技术的双重优势：经济效益和生态效益。评审团明确肯定了该技术在减少原生资源消耗和提高高需求行业效率方面所做出的贡献。通过强化区域价值链并避免长途运输，该技术还有助于减少排放。.

从产业政策角度来看，这种组合意义重大。欧盟的分类体系和更严格的气候目标正迫使企业实现生产脱碳。与此同时，欧洲的能源成本正以高于亚洲水平的结构性速度增长，这危及了能源密集型产业的竞争力。因此，能够大幅减少二氧化碳排放并降低成本的技术正成为关键的竞争因素。.

冷成形的材料效率在多个层面都有所提升。首先，直接材料消耗量降低，鉴于当前原材料价格波动较大，这能立即降低生产成本。其次，无需处理金属屑，从而节省了成本。第三，由于无需耗能的热处理，且冷成形本身在室温下进行，因此能耗显著降低。第四，成形零件的精度更高，无需后续研磨即可实现更小的公差，从而进一步节省能源和时间。.

循环经济视角进一步强化了这些优势。近乎完全的材料利用最大限度地减少了对原生原材料的需求。同时，冷成型部件由于强度更高而更加耐用，从而延长了产品生命周期，并在整个使用阶段降低了资源消耗。研究表明，通过优化制造工艺延长部件寿命，可实现高达30%的二氧化碳减排。.

应用领域及工业相关性

从其制造的精密零件的应用领域可以看出，平模轧制技术的重要性显而易见。活塞杆是液压缸的关键部件，广泛应用于工程机械、矿山设备、海上平台和工业压力机等领域。这些液压缸将液压转化为机械力，并且必须承受极高的载荷。活塞杆的质量——包括其表面光洁度、直线度、硬度和强度——显著决定了整个液压系统的运行可靠性和使用寿命。.

驱动主轴和传动轴广泛应用于机床、定位系统和齿轮箱中。它们传递扭矩或将旋转运动转换为直线运动，因此需要极高的精度和承载能力。无需机械加工即可制造此类部件，并能沿纵轴方向实现复杂轮廓和可变直径，这为轻量化结构和功能集成设计领域的设计师开辟了新的自由度。.

这些零部件的市场规模巨大。仅全球液压缸市场每年的规模就估计达数十亿欧元，而可再生能源的扩张、基础设施项目和工业自动化的发展，都推动了需求的增长。能够以更快的速度、更低的成本和更可持续的方式生产这些零部件，不仅能为制造商带来竞争优势，还能降低整个价值链的成本。.

这在电动汽车和轻量化结构领域尤为重要。冷成型工艺能够制造出强度相同或强度更高的轻量化部件。这对于电动驱动系统和电池载体至关重要，因为每一公斤的减重都会增加续航里程或降低电池容量。此外，冷成型工艺还允许使用更经济的基材，这些基材在成型过程中即可获得所需的机械性能。.

后勤挑战和运营复杂性

这台重达125吨的机器的运输和安装，充分展现了大型工业项目的复杂性。一辆重型运输车花了三个晚上，将这台重达100吨的核心部件从比利时运到了罗尔巴赫，另有六辆卡车运载着其他组件。特殊的起重机必须将机器部件吊装到新建厂房的屋顶上。尽管事先做了周密的计划，但由于冬季路况恶劣，屋顶工人的到达有所延误，加上拆除已安装的屋顶构件困难重重，最终导致工期延误了四个小时。.

这些挑战正是现代制造系统需求的典型体现。机器本身在比利时制造，而生产车间则在罗尔巴赫同步建造——这体现了即使在欧洲项目中也存在的国际分工。协调车间建设、机器制造、运输、起重机组装和最终安装需要精准的项目管理和众多专业人员的协作。.

机器安装完毕后，便进入调试和生产启动阶段。在此启动阶段，必须优化工艺参数、调整工具并对员工进行培训，直至达到批量生产准备就绪状态，并能可靠地实现目标周期时间。.

数字化与工业4.0的融合

现代轧机越来越多地配备工业4.0功能。传感器实时记录工艺参数，自学习控制系统自主补偿材料特性差异，刀具数据通过DMC代码自动读取。这种数字化集成实现了零件可追溯性、预测性维护和持续的工艺优化。.

Baier & Michels 开发的自学习控制系统代表着一项专有的竞争优势。这种自适应系统对盈利能力至关重要，因为它们可以减少废料、缩短设置时间并最大限度地提高工厂利用率。在利润率因价格压力而不断缩水的行业中，工厂利用率从 85% 提高到 95% 可能意味着盈利与亏损之间的差别。.

数字化也催生了新的商业模式。远程维护、预测性维护和数据驱动的流程咨询可以作为增值服务进行销售。将机器与生产计划系统联网，可以近乎实时地应对订单波动，并优化供应链管理。.

一家中型企业树立了榜样：德国竞争力的蓝图

Baier & Michels 的发展模式展现了德国机械工程的一条可能发展路径：通过工艺创新实现技术领先，将可持续性作为差异化优势，并通过生产力飞跃确保战略布局安全。这一战略的成功取决于多种因素。.

首先，政治框架必须合理。能源成本、官僚作风、税收负担和基础设施质量是决定一个地区吸引力的关键因素。德国机械设备制造业联合会（VDMA）呼吁进行根本性改革，这不无道理：改善基础设施，提升税收制度的国际竞争力，减少监管障碍，并确保能源价格合理。如果没有这些结构性改进，仅靠个别公司的技术优势不足以稳定整个地区的经济。.

其次，规模化至关重要。b&m-ECCO TEC 技术必须在市场上站稳脚跟，并得到大规模应用才能产生广泛的影响。这需要有说服力的客户案例、技术转让，以及可能向其他制造商授权。伍尔特集团凭借其全球网络和雄厚的财力，可以在此过程中发挥倍增作用。.

第三，必须保持研发力度。目前这台机器的研发耗时28000小时，这充分体现了持续创新的必要性。公共研究经费、与大学和研究机构的合作以及知识产权保护都是至关重要的成功因素。.

第四，对中国市场的依赖不容忽视。中国是德国机械工程的第二大出口市场，同时也是德国最重要的机械设备供应国。单方面脱钩将造成巨大的经济损失。因此，战略必须在销售市场多元化、提升欧洲竞争力以及在非关键领域与中国开展选择性合作之间取得平衡。.

因此，在罗尔巴赫安装世界最大的平模轧机不仅仅是一项技术杰作，它更彰显了德国作为工业中心的未来发展潜力——证明高工资国家能够凭借创新、可持续发展和卓越的技术在全球竞争中占据一席之地。这一案例能否成为先例，还是仅仅是个例，将在未来几年内见分晓。但有一点可以肯定：竞争并未结束，但每一次改革的延误和每一次投资的错失，都让与竞争对手的差距不断缩小。.

Konrad Wolfenstein

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