Το καλούπι είναι ο βασικός εξοπλισμός διεργασίας της αυτοκινητοβιομηχανίας. Περισσότερο από το 90% των εξαρτημάτων και εξαρτημάτων στην παραγωγή αυτοκινήτων πρέπει να σχηματίζονται από καλούπι. Σύμφωνα με τον Luo Baihui, ειδικό σε καλούπια, χρειάζονται περίπου 1.500 καλούπια για την κατασκευή ενός συνηθισμένου αυτοκινήτου, εκ των οποίων χρησιμοποιούνται περισσότερα από 1.000 καλούπια σφράγισης. Κατά την ανάπτυξη νέων μοντέλων, το 90% του φόρτου εργασίας πραγματοποιείται γύρω από την αλλαγή του προφίλ του αμαξώματος. Περίπου το 60% του κόστους ανάπτυξης νέων μοντέλων χρησιμοποιείται για την ανάπτυξη διαδικασιών και εξοπλισμού αμαξώματος και σφράγισης. Περίπου το 40% του κόστους κατασκευής οχημάτων είναι το κόστος των εξαρτημάτων σφράγισης αμαξώματος και της συναρμολόγησης.
Στην ανάπτυξη της αυτοκινητοβιομηχανίας καλουπιών στο εσωτερικό και στο εξωτερικό, η τεχνολογία καλουπιών έχει δείξει τις ακόλουθες τάσεις ανάπτυξης.
1. Η προσομοίωση της διαδικασίας σφράγισης (CAE) είναι πιο εμφανής
Τα τελευταία χρόνια, με την ταχεία ανάπτυξη του λογισμικού και του υλικού υπολογιστών, η τεχνολογία προσομοίωσης (CAE) της διαδικασίας σχηματισμού με σφράγιση παίζει ολοένα και πιο σημαντικό ρόλο. Σε ανεπτυγμένες χώρες όπως οι Ηνωμένες Πολιτείες, η Ιαπωνία και η Γερμανία, η τεχνολογία CAE έχει γίνει απαραίτητο μέρος της διαδικασίας σχεδιασμού και κατασκευής καλουπιών. Χρησιμοποιείται ευρέως για την πρόβλεψη ελαττωμάτων σχηματισμού, τη βελτιστοποίηση της διαδικασίας σφράγισης και της δομής του καλουπιού, τη βελτίωση της αξιοπιστίας του σχεδιασμού του καλουπιού και τη μείωση του χρόνου δοκιμής του καλουπιού. Πολλές εγχώριες εταιρείες καλουπιών αυτοκινήτων έχουν επίσης σημειώσει σημαντική πρόοδο στην εφαρμογή της CAE και έχουν επιτύχει καλά αποτελέσματα. Η εφαρμογή της τεχνολογίας CAE μπορεί να εξοικονομήσει σημαντικά το κόστος των δοκιμαστικών καλουπιών και να συντομεύσει τον κύκλο ανάπτυξης των καλουπιών σφράγισης, γεγονός που έχει γίνει ένα σημαντικό μέσο για τη διασφάλιση της ποιότητας του καλουπιού. Η τεχνολογία CAE μετασχηματίζει σταδιακά τον σχεδιασμό καλουπιών από εμπειρικό σχεδιασμό σε επιστημονικό σχεδιασμό.
2. Η θέση του τρισδιάστατου σχεδιασμού καλουπιών ενοποιείται
Ο τρισδιάστατος σχεδιασμός του καλουπιού αποτελεί σημαντικό μέρος της ψηφιακής τεχνολογίας καλουπιών και τη βάση για την ενσωμάτωση του σχεδιασμού, της κατασκευής και της επιθεώρησης καλουπιών. Εταιρείες όπως η Toyota και η General Motors των Ηνωμένων Πολιτειών έχουν υλοποιήσει τον τρισδιάστατο σχεδιασμό καλουπιών και έχουν επιτύχει καλά αποτελέσματα εφαρμογής. Ορισμένες μέθοδοι που υιοθετούνται στον τρισδιάστατο σχεδιασμό καλουπιών στο εξωτερικό είναι άξιες αναφοράς μας. Εκτός από το ότι συμβάλλει στην υλοποίηση της ολοκληρωμένης κατασκευής, ο τρισδιάστατος σχεδιασμός του καλουπιού έχει ένα άλλο πλεονέκτημα ότι είναι βολικός για την επιθεώρηση παρεμβολών και μπορεί να εκτελέσει ανάλυση παρεμβολών κίνησης, η οποία λύνει ένα πρόβλημα στον δισδιάστατο σχεδιασμό.
Τρίτον, η ψηφιακή τεχνολογία καλουπιών έχει γίνει η κυρίαρχη κατεύθυνση
Τα τελευταία χρόνια, η ραγδαία ανάπτυξη της ψηφιακής τεχνολογίας καλουπιών αποτελεί έναν αποτελεσματικό τρόπο επίλυσης πολλών προβλημάτων που αντιμετωπίζονται στην ανάπτυξη καλουπιών αυτοκινήτων. Η λεγόμενη ψηφιακή τεχνολογία καλουπιών είναι η εφαρμογή της τεχνολογίας υπολογιστών ή τεχνολογίας με τη βοήθεια υπολογιστή (CAX) στη διαδικασία σχεδιασμού και κατασκευής καλουπιών. Συνοψίζοντας την επιτυχημένη εμπειρία εγχώριων και ξένων εταιρειών καλουπιών αυτοκινήτων στην εφαρμογή τεχνολογίας με τη βοήθεια υπολογιστή, η ψηφιακή τεχνολογία καλουπιών αυτοκινήτων περιλαμβάνει κυρίως τις ακόλουθες πτυχές: ① Σχεδιασμός για κατασκευασιμότητα (DFM), δηλαδή, η κατασκευασιμότητα λαμβάνεται υπόψη και αναλύεται κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού για να διασφαλιστεί η επιτυχία της διαδικασίας. ② Βοηθητική τεχνολογία για το σχεδιασμό προφίλ καλουπιών, ανάπτυξη έξυπνης τεχνολογίας σχεδιασμού προφίλ. ③ Η CAE βοηθά στην ανάλυση και τη διαδικασία διαμόρφωσης με σφράγιση, προβλέποντας και επιλύοντας πιθανά ελαττώματα και προβλήματα διαμόρφωσης. ④ Αντικατάσταση του παραδοσιακού δισδιάστατου σχεδιασμού με τρισδιάστατο σχεδιασμό δομής καλουπιού. ⑤ Η διαδικασία κατασκευής καλουπιών υιοθετεί την τεχνολογία CAPP, CAM και CAT. ⑥ Υπό την καθοδήγηση της ψηφιακής τεχνολογίας, αντιμετώπιση και επίλυση των προβλημάτων που προκύπτουν στη διαδικασία δοκιμής καλουπιών και παραγωγής με σφράγιση.
Τέταρτον, η ταχεία ανάπτυξη του αυτοματισμού επεξεργασίας καλουπιών
Η προηγμένη τεχνολογία και ο εξοπλισμός επεξεργασίας αποτελούν σημαντικό θεμέλιο για τη βελτίωση της παραγωγικότητας και τη διασφάλιση της ποιότητας των προϊόντων. Δεν είναι ασυνήθιστο για τις προηγμένες εταιρείες κατασκευής καλουπιών αυτοκινήτων να διαθέτουν εργαλειομηχανές CNC με διπλές τράπεζες εργασίας, αυτόματους εναλλάκτες εργαλείων (ATC), φωτοηλεκτρικά συστήματα ελέγχου για αυτόματη επεξεργασία και συστήματα ηλεκτρονικής μέτρησης τεμαχίων. Η επεξεργασία αριθμητικού ελέγχου έχει εξελιχθεί από την απλή επεξεργασία προφίλ έως την ολοκληρωμένη επεξεργασία επιφανειών προφίλ και δομικών επιφανειών, από την επεξεργασία μεσαίας και χαμηλής ταχύτητας έως την επεξεργασία υψηλής ταχύτητας, και η ανάπτυξη της τεχνολογίας αυτοματισμού επεξεργασίας είναι πολύ ραγδαία.
5. Η τεχνολογία σφράγισης χαλύβδινων πλακών υψηλής αντοχής είναι η μελλοντική κατεύθυνση ανάπτυξης
Ο χάλυβας υψηλής αντοχής έχει εξαιρετικά χαρακτηριστικά όσον αφορά τον λόγο απόδοσης, τα χαρακτηριστικά σκλήρυνσης λόγω τάσης, την ικανότητα κατανομής τάσης και την απορρόφηση ενέργειας σύγκρουσης, και η χρήση του στα αυτοκίνητα συνεχίζει να αυξάνεται. Προς το παρόν, οι χάλυβες υψηλής αντοχής που χρησιμοποιούνται στην αυτοκινητοβιομηχανία περιλαμβάνουν κυρίως χάλυβα σκλήρυνσης βαφής (χάλυβας BH), χάλυβα διπλής φάσης (χάλυβας DP) και χάλυβα πλαστικότητας επαγόμενης από μετασχηματισμό φάσης (χάλυβας TRIP). Το Διεθνές Έργο Υπερελαφρών Σωμάτων (ULSAB) προβλέπει ότι το 97% του προηγμένου πρωτότυπου οχήματος (ULSAB—AVC) που κυκλοφόρησε το 2010 θα είναι χάλυβας υψηλής αντοχής. Η αναλογία προηγμένου χάλυβα υψηλής αντοχής στο υλικό του οχήματος θα υπερβεί το 60% και η αναλογία χάλυβα διπλής φάσης θα αντιπροσωπεύει το 74% των χαλύβδινων πλακών αυτοκινήτων. Η σειρά μαλακού χάλυβα που χρησιμοποιείται κυρίως στον χάλυβα IF θα είναι σειρά χαλύβδινων πλακών υψηλής αντοχής, και ο χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα υψηλής αντοχής θα είναι χάλυβας διπλής φάσης και χαλύβδινη πλάκα εξαιρετικά υψηλής αντοχής. Προς το παρόν, η εφαρμογή χαλύβδινων πλακών υψηλής αντοχής για οικιακά ανταλλακτικά αυτοκινήτων περιορίζεται κυρίως σε δομικά μέρη και δοκούς, και η αντοχή σε εφελκυσμό των χρησιμοποιούμενων υλικών είναι ως επί το πλείστον κάτω από 500MPa. Επομένως, η γρήγορη εξάσκηση της τεχνολογίας σφράγισης χαλύβδινων πλακών υψηλής αντοχής αποτελεί ένα σημαντικό πρόβλημα που πρέπει να επιλυθεί επειγόντως στη βιομηχανία καλουπιών αυτοκινήτων της χώρας μου.
6. Νέα προϊόντα καλουπιών θα κυκλοφορήσουν εν ευθέτω χρόνω
Με την ανάπτυξη υψηλής απόδοσης και αυτοματοποίησης της παραγωγής σφράγισης αυτοκινήτων, η εφαρμογή προοδευτικών μήτρων στην παραγωγή εξαρτημάτων σφράγισης αυτοκινήτων θα είναι πιο εκτεταμένη. Τα περίπλοκα εξαρτήματα σφράγισης σχήματος, ειδικά ορισμένα μικρά και μεσαία περίπλοκα εξαρτήματα σφράγισης που απαιτούν πολλαπλά σετ μήτρων διάτρησης σύμφωνα με την παραδοσιακή διαδικασία, σχηματίζονται όλο και περισσότερο από προοδευτικές μήτρες. Η προοδευτική μήτρα είναι ένα είδος προϊόντος καλουπιού υψηλής τεχνολογίας, το οποίο είναι τεχνικά δύσκολο, απαιτεί υψηλή ακρίβεια κατασκευής και έχει μακρύ κύκλο παραγωγής. Η προοδευτική μήτρα πολλαπλών σταθμών θα είναι ένα από τα πιο σημαντικά προϊόντα καλουπιού στη χώρα μου.
Επτά, τα υλικά καλουπιών και η τεχνολογία επεξεργασίας επιφανειών θα επαναχρησιμοποιηθούν
Η ποιότητα και η απόδοση των υλικών καλουπιού είναι σημαντικοί παράγοντες που επηρεάζουν την ποιότητα, τη διάρκεια ζωής και το κόστος του καλουπιού. Τα τελευταία χρόνια, εκτός από τη συνεχή εισαγωγή μιας ποικιλίας χαλύβων υψηλής σκληρότητας και υψηλής αντοχής στη φθορά για μήτρες ψυχρής κατεργασίας, χαλύβων ψυχρής κατεργασίας με φλόγα και χαλύβων ψυχρής κατεργασίας για μεταλλουργία σκόνης, αξίζει να χρησιμοποιηθούν υλικά από χυτοσίδηρο για μεγάλες και μεσαίες μήτρες σφράγισης στο εξωτερικό. Ανησυχούμε για την τάση ανάπτυξης. Ο οζώδης χυτοσίδηρος έχει καλή σκληρότητα και αντοχή στη φθορά, η απόδοση συγκόλλησης, η κατεργασιμότητα, η απόδοση σκλήρυνσης της επιφάνειας είναι επίσης καλές και το κόστος είναι χαμηλότερο από τον χυτοσίδηρο από κράμα, επομένως χρησιμοποιείται περισσότερο σε μήτρες σφράγισης αυτοκινήτων.
8. Η επιστημονική διαχείριση και η πληροφορικοποίηση είναι η κατεύθυνση ανάπτυξης των επιχειρήσεων μούχλας
Ώρα δημοσίευσης: 11 Μαΐου 2021