Прес-форма є основним технологічним обладнанням автомобільної промисловості. Понад 90% деталей та компонентів у виробництві автомобілів потребують формування за допомогою прес-форм. За словами Луо Байхуея, експерта з прес-форм, для виготовлення звичайного автомобіля потрібно близько 1500 прес-форм, з яких використовується понад 1000 штампувальних форм. Під час розробки нових моделей 90% робочого навантаження пов'язане зі зміною профілю кузова. Приблизно 60% вартості розробки нових моделей використовується на розробку процесів та обладнання для кузова та штампування. Близько 40% вартості виробництва автомобіля становить вартість штампувальних деталей та складання кузова.
У розвитку автомобільної прес-індустрії в країні та за кордоном технологія прес-форм показала такі тенденції розвитку.
1. Моделювання процесу штампування (CAE) є більш помітним
В останні роки, з швидким розвитком комп'ютерного програмного та апаратного забезпечення, технологія моделювання (CAE) процесу штампування відіграє дедалі важливішу роль. У розвинених країнах, таких як США, Японія та Німеччина, технологія CAE стала необхідною частиною процесу проектування та виготовлення прес-форм. Вона широко використовується для прогнозування дефектів формування, оптимізації процесу штампування та структури прес-форм, підвищення надійності конструкції прес-форм та скорочення часу випробування прес-форм. Багато вітчизняних компаній, що виробляють автомобільні прес-форми, також досягли значного прогресу у застосуванні CAE та досягли хороших результатів. Застосування технології CAE може значно заощадити вартість випробувальних прес-форм та скоротити цикл розробки штампувальних прес-форм, що стало важливим засобом забезпечення якості прес-форм. Технологія CAE поступово трансформує проектування прес-форм з емпіричного проектування в наукове проектування.
2. Позиція 3D-проектування прес-форм консолідована
Тривимірне проектування прес-форми є важливою частиною технології цифрового лиття та основою для інтеграції проектування, виробництва та контролю прес-форм. Такі компанії, як Toyota та General Motors у США, реалізували тривимірне проектування прес-форм та досягли хороших результатів у застосуванні. Деякі методи, що застосовуються в 3D-проектуванні прес-форм за кордоном, варті нашої уваги. Окрім того, що тривимірне проектування прес-форми сприяє реалізації інтегрованого виробництва, воно має ще одну перевагу: воно зручне для контролю інтерференції та може виконувати аналіз інтерференції руху, що вирішує проблему двовимірного проектування.
По-третє, технологія цифрових прес-форм стала основним напрямком
В останні роки швидкий розвиток технології цифрового лиття під тиском є ефективним способом вирішення багатьох проблем, що виникають під час розробки автомобільних прес-форм. Так звана технологія цифрового лиття під тиском - це застосування комп'ютерних технологій або автоматизованих технологій (CAX) у процесі проектування та виготовлення прес-форм. Підсумовуючи успішний досвід вітчизняних та зарубіжних компаній з виробництва автомобільних прес-форм у застосуванні автоматизованих технологій, технологія цифрового лиття під тиском під тиском включає в себе такі аспекти: 1. Проектування для технологічності (DFM), тобто технологічність враховується та аналізується під час проектування для забезпечення успіху процесу. 2. Допоміжні технології для проектування профілю прес-форми, розробка інтелектуальної технології проектування профілю. 3. CAE допомагає в аналізі та процесі штампування, прогнозуванні та вирішенні можливих дефектів та проблем формування. 4. Заміна традиційного двовимірного проектування тривимірним проектуванням структури прес-форми. 5. Процес виробництва прес-форм використовує технології CAPP, CAM та CAT. 6. Під керівництвом цифрових технологій вирішуються проблеми, що виникають у процесі випробування прес-форм та штампування.
По-четверте, швидкий розвиток автоматизації обробки прес-форм
Передові технології та обладнання обробки є важливою основою для підвищення продуктивності та забезпечення якості продукції. Нерідко для передових компаній, що виробляють лиття під тиском для автомобілів, є верстати з ЧПК з подвійними робочими столами, автоматичними змінниками інструментів (ATC), фотоелектричними системами керування для автоматичної обробки та системами онлайн-вимірювання заготовок. Обробка з числовим програмним керуванням розвинулася від простої обробки профілів до комплексної обробки профільних та конструкційних поверхонь, від середньої та низької швидкості до високошвидкісної обробки, а розвиток технологій автоматизації обробки відбувається дуже швидко.
5. Технологія штампування високоміцних сталевих пластин є напрямком розвитку майбутнього.
Високоміцна сталь має чудові характеристики щодо коефіцієнта текучості, характеристик зміцнення деформації, здатності розподіляти деформацію та поглинання енергії зіткнення, і її використання в автомобілях продовжує зростати. Наразі високоміцні сталі, що використовуються в автомобільних штампованих деталях, включають переважно сталь, що зміцнюється фарбою (сталь BH), двофазну сталь (сталь DP) та сталь, індуковану пластичністю фазового перетворення (сталь TRIP). Міжнародний проект надлегких кузовів (ULSAB) прогнозує, що 97% передових концептуальних транспортних засобів (ULSAB—AVC), запущених у 2010 році, будуть виготовлені з високоміцної сталі. Частка передової високоміцної сталі в матеріалі транспортного засобу перевищить 60%, а двофазна сталь становитиме 74% автомобільних сталевих листів. Серія м'якої сталі, яка в основному використовується в сталі IF, буде серією високоміцних сталевих листів, а високоміцна низьколегована сталь буде двофазною сталлю та надвисокоміцною сталевою пластиною. Наразі застосування високоміцних сталевих листів для виготовлення вітчизняних автозапчастин здебільшого обмежується конструкційними деталями та балками, а міцність на розтяг матеріалів, що використовуються, здебільшого нижче 500 МПа. Тому швидке освоєння технології штампування високоміцних сталевих листів є важливою проблемою, яку необхідно терміново вирішити в автомобільній промисловості моєї країни.
6. Нові форми для прес-форм будуть запущені у належний час.
З розвитком високої ефективності та автоматизації виробництва автомобільного штампування, застосування прогресивних штампів у виробництві деталей для автомобільного штампування буде ширшим. Деталі складної форми для штампування, особливо деякі складні штамповані деталі малого та середнього розміру, які потребують кількох комплектів штампувальних штампів відповідно до традиційного процесу, все частіше формуються за допомогою прогресивних штампів. Прогресивний штамп - це вид високотехнологічного прес-форми, який є технічно складним, вимагає високої точності виготовлення та має тривалий виробничий цикл. Багатостанційний прогресивний штамп стане одним з найважливіших прес-форм у моїй країні.
Сьоме, матеріали для прес-форм та технології обробки поверхні будуть використані повторно
Якість та експлуатаційні характеристики матеріалів для прес-форм є важливими факторами, що впливають на якість, термін служби та вартість прес-форм. В останні роки, окрім постійного впровадження різноманітних високоміцних та зносостійких сталей для холодного оброблення, загартованих полум'ям сталей для холодного оброблення та порошкової металургії, за кордоном доцільно використовувати чавунні матеріали для штампування великих та середніх розмірів. З огляду на тенденції розвитку, вузловий чавун має добру в'язкість та зносостійкість, також хороші зварювальні характеристики, оброблюваність та поверхневе зміцнення, а вартість нижча, ніж у легованого чавуну, тому він частіше використовується в автомобільних штампувальних штампах.
8. Наукове управління та інформатизація є напрямком розвитку прес-підприємств
Час публікації: 11 травня 2021 р.