青岛德盛机械:一根曲轴如何“突围”

德盛机械从零部件加工制造商转型为高端曲轴系统解决方案服务商,以智能制造驱动多赛道协同发展——

一根曲轴如何“突围”

走进位于平度的青岛德盛机械制造有限公司(简称德盛机械)车间,几条智能化生产线一字排开,高速运转。曲轴——这一发动机的核心部件一经下线,便被送往恒温恒湿检测室,待检测打包后,发往全球各地。

“订单排满全年,车间一天没停过,还有三分之一欠产。”8月11日上午,德盛机械党委书记、总经理罗赛处理完手头其他业务后,快步赶到车间查看生产运营情况。

德盛机械1957年建厂,前身是一家农业机械配件厂,1972年转向摩托车曲轴研发制造,曾是我国第一家替代摩托车曲轴进口的企业,也是中国国宾护卫队摩托车曲轴的唯一供应商。如今,德盛机械为宝马、哈雷等全球80余家知名品牌供货,四缸摩托车曲轴国内市场占有率超90%,出口30余个国家和地区。

近年来,曲轴行业正经历深刻的结构性调整——传统燃油车市场趋于饱和,混动汽车、无人机、船用动力等新赛道快速扩容,这也对曲轴的轻量化、精密化、可靠性提出更高要求。面对变局,靠摩托车曲轴站稳脚跟的德盛机械,如何打破边界、实现突围?

角色转身

技术是制造企业的“护城河”。

过去很长一段时间,德盛机械扮演的是“代加工厂”角色——客户定图纸、定方案,企业拆解工艺、排产加工、按时交付。但传统代工模式附加值低、抗风险能力弱,长此以往,路只会越走越窄。再加上近年来国产化替代加速,客户不再只需要合格的加工件,更需要零部件企业同步参与前期研发。

德盛机械开始求变——把技术前置研发、国产化替代上升为企业核心战略,从“以制造交付为中心”转向“前置研发、工艺共创”。

青岛德盛机械制造有限公司的三缸曲轴智能化生产线。 黄光丽 摄

“转变在于,我们不光要保证尺寸合格,还要预判产品工况风险,提供工艺优化方案。简单说,我们不只是卖手艺,更要卖‘大脑’——从零部件加工制造商转型为高端曲轴系统解决方案服务商。”在罗赛看来,这也是德盛机械持续保持竞争力的关键之处。

这种“服务商”思维,在与张雪机车的合作中体现得淋漓尽致。

德盛机械曾是凯越机车的首选供应商,2024年张雪创立自有机车品牌后,双方延续深度战略合作。当时,张雪提出,曲轴最低转速每分钟8000至12000转,在此基础上尽可能向16000转逼近。

罗赛坦言,这是一场极限挑战。“数字的倍数增长落到工艺上,就是指数级的迭代。”

罗赛解释,转速每提升14%,曲轴承受的惯性力就会增加约30%,与此同时,拉伸、压缩、扭转的交变载荷就越快,每秒循环数百次。12000转时还能扛得住的微小应力,到了16000转就会被放大成致命缺陷——轻则发动机异响,重则整机报废。

针对此,德盛机械研发团队历经上百次改型试验,将零部件加工精度从行业常规的5丝(1丝=0.01毫米)提升至3丝,并通过高低温复合工艺调整钢材内部结构,平衡强度与韧性,最终实现既定目标。

这只是德盛机械角色转变的一个切片。

在宝马KBX三缸曲轴项目中,工程师对客户提供的图纸作仿真预判,发现高速运转下圆角位置存在疲劳隐患,主动提出优化圆角滚压工艺参数,并将轴颈做到镜面级光洁度,进一步提升抗疲劳性能,不仅消除隐患,指标还优于图纸原始要求。在某全地形车项目中,原始图纸理论可行,但工程师预判了山地越野冲击工况下的断裂风险,建议客户微调局部结构,优化锻造与热处理工艺,解决了冲击工况下的断裂隐患,提升产品使用寿命。

如今,这种“工艺共创”已写入德盛机械的日常。企业每年保持16%以上的技改投入,形成“研发前置—工艺仿真—样件验证—批量智造—迭代优化”的闭环。在客户项目立项阶段,德盛机械就深度介入,同步参与概念设计与工艺可行性论证;依托丰富的经验,提前开展材料选型、工艺仿真、样件试制。

“等客户图纸正式发来,我们已经完成大量工艺验证工作,还能就细节提出优化建议,把风险识别和可靠性评估前置到投产之前。”罗赛表示,这正是德盛机械在国产替代浪潮中保持定力的底气。

边界扩张

当下,德盛机械的核心主业仍是高端大排量摩托车。但,专精并不意味着固守。

在新能源、无人机、船用动力等新赛道快速崛起,市场出现大量全新曲轴需求时,德盛机械便开始积极布局多域动力曲轴平台。在其科技文化馆的中央展台上,摩托车、快艇、无人机等发动机曲轴有序排列,勾勒出这家企业的扩张之路。

如今,德盛机械曲轴品类的应用场景已从传统摩托车延伸至新能源汽车、全地形车、船用舷外机、无人机等14个细分行业,覆盖民用、绿色、文化等领域,涉及海陆空多个动力场景。

德盛机械研发中心主任王涛远对公司新品类的应用场景如数家珍——出口欧美的全地形越野车,已覆盖儿童与成人款,用于农林运输;航空无人机领域,既有翼展21米、续航60小时的军民两用大型无人机,也有配套大疆的增程式混动无人机;船用动力部件则延伸至游艇、摩托艇和军用冲锋舟。此外,通用机械、农业机械,甚至航天航空器轴类零部件,德盛机械均有涉及。

但不同领域产品对曲轴的要求各不相同,扩张背后,是一道道待闯的技术关。

比如,摩托车发动机每分钟上万转,曲轴要在轻量化与高转速冲击疲劳之间找平衡;新能源混动的曲轴,得在纯电、混动模式频繁切换的交变工况下保持尺寸纹丝不动;全地形车在戈壁滩上颠簸,曲轴随时面临断裂风险,抗断裂、抗畸变是两道“生死线”;船用舷外机曲轴泡在海水里,既要高扭矩,还要耐腐蚀;无人机曲轴则需要在有限的体积内,同时满足极致轻量化和超高转速下的强度与动平衡。

“虽然新场景、新需求对曲轴生产提出了更高要求,但曲轴零部件的核心底层技术是相通的,就是锻造、热处理、精密磨削、疲劳验证。这些年的工艺积累,正是我们扩展赛道的底气。”说到这里,王涛远言语中不无自豪。

面对这些差异化的技术挑战,德盛机械构建了精密锻造成型、热处理组织控制、超高精度磨削加工、圆角强化工艺、动平衡调校、疲劳可靠性试验、材料工艺匹配及仿真分析等通用技术平台,并在混动曲轴、航空无人机曲轴、船用曲轴、高疲劳强化工艺等方向上取得多项研究专利。

“当下,我们正结合行业趋势重点攻克轻量化结构设计、极端工况抗疲劳、耐腐蚀表面处理、微米级精密加工等核心技术,为新能源、低空经济、海洋装备等未来赛道完成前置技术储备。”王涛远介绍,下一步,德盛机械将积极拓展新能源汽摩电机轴、人形机器人减速机轴等新方向,围绕轴类制造持续深耕,打造国际一流的轴类制造企业。

产线进化

走进德盛机械二号车间,2025年12月刚建成投产的三缸曲轴智能化生产线正高速运转——

25台/套高端设备排成两列,几组多轴桁架机械手在半空中灵活运行,抓取锻件精准送入精车、铣削、钻孔、一体化链轮齿轮加工等工作区;地面上,自主导航的AMR转运机器人来回穿梭,将半成品从一个工序运往下一个工序。

这条生产线从投产至今昼夜不停,以每月10000套的产能,独家供应张雪机车820RR发动机。

“以前,一条产线要配10名工人,负责上下料、搬运转序、调试机床,体力消耗大、效率低,而且同一批次产品,经不同人手加工,加工精度一致性难以保证。”德盛机械生产管理部经理王伟介绍,智能化改造后,整条产线只需1名工人监控设备运行,机器人自动完成上料、转运和多工序流转,加工参数全程统一,产品质量稳定。

这条“行云流水”般的产线,其实是从无数次“卡壳”中长出来的。

德盛机械关于智能化的探索始于2001年,但直到2012年,国内第一条摩托车曲轴智能化生产线才正式落成。

“这和曲轴的特性有关。”罗赛解释,传统标准化产线为大批量、单一品种设计,但曲轴属于典型的“多品种、小批量、高定制”产品,每款曲轴的外形、工装夹具、工艺参数各不相同,频繁换产意味着极高的时间和成本代价。

早期的德盛机械,也因此交了不少“学费”。公司曾尝试直接照搬外部标准化智能产线方案,但发现根本“吃不下”多变的订单,设备利用率上不去;重硬件投入、轻工艺数字化的思路,让昂贵的智能设备沦为摆设。

正是这些弯路,让德盛机械沉下心来,将工艺经验数字化沉淀,打磨真正适配自身业务的分层柔性智能数字化系统。与传统模式相比,这套系统打通了订单、研发、工艺、生产、设备、检测全链条——接到定制化订单后,系统调用已有工艺库快速匹配方案,智能排产将不同品种订单混线排布,设备层实现工装快速切换,MES系统实时采集设备工况和加工参数,智能视觉在线检测实时纠偏,生产数据全链路可追溯。

如今,德盛机械已布局9条完整的曲轴智能化产线,单条产线月产能约1万套;配套5大专业化生产车间和多组单元式自动化设备,月产曲轴数十万套。同等定制化订单下,生产周期缩短20%至30%,产品一次合格率显著提升,在制品积压减少,库存周转效率明显改善。

不过,距离真正的“黑灯工厂”,德盛机械还有很长的路要走——曲轴属于超高精密零部件,加工精度达到微米级,相当于一根头发丝直径的二十分之一。目前,国内尚无能够适配这种超高精密曲轴的智能检测设备,曲轴的高精度检测和精细包装还依赖专业技工。

对于未来,罗赛充满期待——建设完整的智慧工厂,实现全流程数字化、信息化管控,打通人、财、物、产、供、销全链条,融合5G与AI工业智能。“这条路没有捷径,需要分步走,急不得。”(青岛日报/观海新闻记者  余瑞新)

青岛日报2026年8月14日1版

责任编辑:王逸群

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