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【MFC原创】舒勒造币精密成形系统技术解析:全流程工艺链与核心装备特性

货币制造是金属精密成形领域的高端应用场景,兼具尺寸精度、表面质量、防伪特征与量产效率的多重严苛要求。舒勒(Schuler)作为全球造币装备领域的领军企业,拥有超百年的造币技术积淀,构建了从金属卷材到成品硬币的全流程系统解决方案。

本文基于官方技术资料,系统解析舒勒造币工艺链的装备布局、核心压机的结构设计、关键工艺参数与选配功能,为精密冲压、多材料复合成形领域提供技术参考。

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引言

现代造币工业是精密塑性成形技术的集中体现:既要实现每分钟数百枚的量产效率,又要保证币面微米级的图文清晰度、单枚重量的高度一致性,同时还要兼容边部防伪、多金属复合等复杂工艺。自 19 世纪 70 年代进入工业造币领域以来,舒勒始终推动着行业技术迭代 —— 从早期肘杆式压机取代手工螺旋压印,到如今每分钟 850 枚的高速智能产线,其设备已落地全球数十个国家的官方造币机构,成为行业内公认的技术标杆。

历史上的造币机

不同于单一冲压设备供应商,舒勒打造了覆盖坯饼制备、精加工、压印成形、产线管控的完整技术体系,可提供造币厂交钥匙工程。本文从工艺链视角出发,拆解各工序的装备特性与核心参数,客观呈现其技术架构与性能边界。

硬币产品

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造币全流程工艺链与核心装备

完整的流通币 / 纪念币制造链路为:卷材开卷→坯饼冲裁→清洗退火→坯饼镦边 / 滚边→压印成形→成品检测→包装入库。舒勒装备覆盖了其中全部核心成形工序,形成了标准化、模块化的产品矩阵。

硬币智造工艺

高速坯饼冲压:
Blankmaster SAK 系列冲裁线

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坯饼冲裁是造币的首道成形工序,直接决定坯料重量精度与材料利用率。Blankmaster SAK 是舒勒专为大批次币坯生产开发的全自动冲压系统,平均冲裁力达 1600kN,适配行业向高硬度材料、宽卷材、高产出演进的趋势。

舒勒产线生产中

核心结构与性能参数:

1. 机身刚性设计:采用整体焊接式单块(Monoblock)机身,经去应力退火处理,从结构上抑制长期负载下的精度漂移;紧凑的模具安装空间进一步减小滑块挠度。

2. 独创混合轴承系统:偏心轴采用滚动轴承,保障高刚性与低传动间隙;连杆采用滑动轴承,可缓冲冲裁冲击、抵消振动,兼顾刚性与减振性。

3. 传动架构:双连杆 + 大尺寸承压点设计,最大限度降低滑块偏载倾斜量,保证整幅卷材冲裁的坯料厚度一致性。

4. 工艺适配性:可加工从软质到极高硬度的全系列造币材料,材料利用率稳定在 75%~85%,卷材宽度越大,单冲产出与材料回收率越高。

5. 进给系统:标配高性能伺服进给机构,适配带宽 40~420mm;可选高速辊式进给方案,最大支持 630mm 带宽,适配大产能产线。

6. 动态与安全特性:配置动态质量平衡系统,设备可直接安装于减震基座,无需特殊地基改造;高速离合制动系统可在满速工况下实现单圈停机,配合在线带厚检测装置,超差材料可自动排出,压机在上死点精准停机。

7. 废料处理方案:提供三种可选模式 —— 后接分剪机将废料网分条打包、台面内置废料切碎机碎料收集、末端卷料收卷,适配不同车间的废料回收场景。

坯饼精加工:镦边与滚边装备

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冲裁后的坯饼边缘存在毛刺与剪切应力,必须经镦粗、滚边处理,才能保证压印后币缘规整、图文填充饱满,同时实现边部防伪字符 / 纹饰的压印。

RS 50 型滚边压花机:该设备可同步完成币坯边缘镦粗与边部压印,适配带防伪边纹的硬币生产。

  • 上料模式:标配斜置提升滚筒全自动上料,可选手动进料通道,适配贵金属小批量试制场景;
  • 工艺优势:物料输送过程柔和,坯料表面划伤率极低,尤其适配金、银等贵金属坯料加工;
  • 产能参数:加工 14mm 规格坯料时,最大产能达 13 万枚 / 小时。

ST 50 S 高速镦边机:针对大批次流通币量产设计,主打高稼动率与高产出。

ST 50S 型造币机

  • 适配范围:覆盖直径 14~50mm 全规格币坯;
  • 结构特点:双进料滚筒架构,大幅提升单位时间产出;
  • 产能参数:14mm 小规格坯料最高产能 60 万枚 / 小时,50mm 大规格坯料最高产能 22.5 万枚 / 小时,实际产能受坯料重量、材质与质量要求影响。

ST 圆形坯料进给

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核心压印装备技术特性

压印是造币的核心成形工序,舒勒形成了卧式 MRH、立式 MRV 两大产品系列,分别对应高效量产与多品类柔性生产场景,额定压印力覆盖 1500kN 至 3000kN 区间。

模具压印

MRH 系列卧式造币压机

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MRH 系列专为圆形流通币大批量生产打造,是行业量产效率的代表机型。

  • 节拍性能:最高冲压节拍达 850 次 / 分钟,适配大规模流通币产线;
  • 送料系统:采用旋转滚筒进料,相比传统振动送料,坯料表面刮擦损耗更小、运行噪音更低;步进分度盘搭载过载保护,由无间隙机械步进机构驱动,定位精度与加减速控制表现优异;
  • 换型效率:规格换型所需零部件数量少,调试周期短,可灵活切换不同规格的圆形硬币;
  • 运维设计:可选配全封闭隔音罩,安全盖板可快速开启;进料滚筒与进料通道可侧移,分度机构可气动升降,大幅降低换型与维护工时。

MRV 系列立式造币压机

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MRV 系列是舒勒造币技术的全能型平台,被誉为 “通用造币中心”,可生产圆形、异形、双金属、三金属全品类硬币,提供 1500kN、2000kN、3000kN 三档额定压印力。

  • 基础特性:标配液压模具夹紧系统,3 分钟即可完成整套模具更换;生产过程中可通过控制系统实时手动 / 自动微调压印力;配置爬行运行模式,方便换型后对模调试;
  • 送料方式:币坯经输送通道、落料管、推料机构送入分度盘,输送稳定性高,适配多材质、多形状坯料。

MRV 系列核心选配工艺技术

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通过模块化选配,MRV 系列可拓展多种高端成形工艺,覆盖高防伪、高品质、多材质的造币需求。

1. 多重打击成形技术·技术原理

单次成形循环内,进料与顶出机构保持静止,滑块完成 1~9 次连续打击,打击次数可自由预设;

  • 驱动架构:伺服电机独立驱动送料机构,实现打击次数的柔性可调;
  • 工艺价值:通过多道次渐进成形,提升币面图文清晰度与表面平整度,消除材料回弹,完美适配贵金属纪念币、收藏币的高品质要求;
  • 适配场景:兼容流通币大批量生产、纪念币定制、手工单件试制全场景。

2.Ringmaster 环坯制备技术

  • 功能定位:将立式压机拓展为冲孔 / 分离设备,一体化制备双金属币的外环坯料;
  • 技术优势:专用冲孔模具保障环件同心度与平面度,支持边部滚花后的环件后续复合加工;压印模式与冲孔模式可快速切换;
  • 经济价值:无需单独购置环坯冲压设备,降低双金属币产线投资成本,提升单台设备的稼动率。

3. 多金属一体压印技术

  • 双金属成形:双进料通道分别输送外环与内芯坯料,一次压印完成复合成形,可维持满节拍生产;
  • 三金属成形: 基 于 MRV 300 机型开发,通过三进料通道分别输送外环、内芯、中间层三种材质,一次压印实现三层结构复合;可生产最大直径 50mm 的三金属币,最高节拍达 500 次 / 分钟;
  • 异形多金属币:支持非圆形币、异形双金属币的批量生产,为造币厂提供了更多防伪设计空间,提升货币仿造门槛。

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数字化控制系统与产线管控

全线装备均搭载舒勒 ABI-Plus 模块化控制系统,构建了造币产线的数字化管控底座。

系统架构

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基于工业 PC 的开放式软件架构,采用模块化、柔性化设计理念,支持客户自定义软件模块接入,可无缝对接不同造币厂的生产管理体系。

核心功能

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1. 直观人机交互:触控式操作界面,通过图形、实时数值与状态参数直观展示压印过程与设备状态;引导式操作逻辑,覆盖调试、爬行、自动连续生产全模式,降低操作人员门槛;内置帮助系统,可随时调取菜单说明与操作指引。

2. 本地化与多语言:支持全球各国本地化语言,操作、维护、故障诊断界面均可切换,适配全球客户使用习惯。

3. 故障诊断与运维辅助:可实现故障快速定位与排查指引,辅助维护作业,大幅缩短停机时间;支持生产数据实时采集、分析、日志存档,数据可导出至外部管理终端,支撑生产追溯与工艺优化。

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结构可靠性与全生命周期服务体系

结构设计的可靠性考量

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造币设备需满足长期连续生产的稳定性要求,舒勒从结构、润滑、降噪多维度进行了系统优化:

  • 刚性与寿命:整体焊接机身 + 去应力处理,高刚性结构保障长期负载下的精度保持性,同时降低模具的不均匀磨损,延长模具使用寿命;
  • 润滑保障:全油路集中润滑体系,关键传动部位配置流量监测,避免干磨损耗,保障齿轮、连杆等核心部件的使用寿命;
  • 降噪与安全:全系列可选专业隔音防护方案,符合工业生产职业健康要求;多重安全联锁机制,配合物理防护结构,全面满足欧盟 CE 等全球主流工业安全标准。

全球服务与全生命周期支持

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依托覆盖 40 余个国家的布局与超 900 名服务工程师,舒勒可提供设备全生命周期的技术支持,服务范围不仅限于自有设备,也可覆盖第三方品牌压机。

  • 基础服务:设备巡检、安全合规检测、预防性维护、故障维修、备件 / 易损件供应;
  • 增值服务:产线升级改造、功能拓展、设备搬迁、远程诊断、智能运维、压机状态扫描评估;
  • 技术赋能:位于德国哥平根的试验与演示中心可开展工艺验证与新品试制;成形技术学院提供系统化的造币技术培训,覆盖工艺、操作、运维全维度。

舒勒造币成形体系凭借百年技术积淀、全流程装备覆盖、多工艺柔性适配能力,构建了行业内体系化的技术优势。其从坯料制备到成品压印的一体化解决方案,既满足了现代造币对高效率、高精度、强防伪的核心需求,也为精密冲压、多材料复合成形领域提供了成熟的技术范式。

未来,随着货币防伪技术的持续迭代、新材料与复杂结构的应用,造币装备将进一步向数字化、柔性化、高防伪方向演进。舒勒的技术路径与工程实践,也将为金属成形行业的高端精密制造领域提供更多可借鉴的经验。

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