Muotti on autoteollisuuden perusprosessilaite. Yli 90 % autonvalmistuksen osista ja komponenteista on muovattava muotilla. Muottiasiantuntija Luo Baihuin mukaan tavallisen auton valmistukseen tarvitaan noin 1 500 muottia, joista yli 1 000 käytetään puristusmuotteja. Uusien mallien kehityksessä 90 % työmäärästä kohdistuu koriprofiilin muutoksiin. Noin 60 % uusien mallien kehityskustannuksista käytetään kori- ja puristusprosessien ja -laitteiden kehittämiseen. Noin 40 % ajoneuvojen valmistuskustannuksista on korin puristusosien ja kokoonpanon kustannuksia.
Autoteollisuuden muottiteollisuuden kehityksessä kotimaassa ja ulkomailla muottiteknologia on osoittanut seuraavia kehityssuuntia.
1. Leimausprosessin simulointi (CAE) on näkyvämpi
Viime vuosina tietokoneohjelmistojen ja -laitteistojen nopean kehityksen myötä leimausmuovausprosessin simulointitekniikalla (CAE) on yhä tärkeämpi rooli. Kehittyneissä maissa, kuten Yhdysvalloissa, Japanissa ja Saksassa, CAE-teknologiasta on tullut välttämätön osa muotin suunnittelu- ja valmistusprosessia. Sitä käytetään laajalti muovausvirheiden ennustamiseen, leimausprosessin ja muotin rakenteen optimointiin, muotin suunnittelun luotettavuuden parantamiseen ja muotin koeajan lyhentämiseen. Monet kotimaiset autoteollisuuden muottiyritykset ovat myös edistyneet merkittävästi CAE:n soveltamisessa ja saavuttaneet hyviä tuloksia. CAE-teknologian soveltaminen voi säästää huomattavasti koemuottien kustannuksia ja lyhentää leimausmuottien kehityssykliä, josta on tullut tärkeä keino varmistaa muotin laatu. CAE-teknologia muuttaa muotin suunnittelua vähitellen empiirisestä suunnittelusta tieteelliseksi suunnitteluksi.
2. Muotin 3D-suunnittelun sijainti on vakiintunut
Muotin kolmiulotteinen suunnittelu on tärkeä osa digitaalista muottiteknologiaa ja perusta muotin suunnittelun, valmistuksen ja tarkastuksen integroinnille. Yritykset, kuten Toyota ja General Motors Yhdysvalloissa, ovat toteuttaneet muottien kolmiulotteisen suunnittelun ja saavuttaneet hyviä sovellustuloksia. Jotkut ulkomailla 3D-muottisuunnittelussa käyttöön otetut menetelmät ovat viittauksemme arvoisia. Sen lisäksi, että se edistää integroidun valmistuksen toteutumista, muotin kolmiulotteisella suunnittelulla on toinenkin etu: se on kätevä interferenssitarkastuksessa ja se voi suorittaa liikeinterferenssianalyysin, mikä ratkaisee kaksiulotteisen suunnittelun ongelman.
Kolmanneksi, digitaalisesta muottiteknologiasta on tullut valtavirtasuunta
Viime vuosina digitaalisen muottiteknologian nopea kehitys on ollut tehokas tapa ratkaista monia automuottien kehityksessä ilmeneviä ongelmia. Niin kutsuttu digitaalinen muottiteknologia on tietokoneteknologian tai tietokoneavusteisen teknologian (CAX) soveltamista muotin suunnittelu- ja valmistusprosessiin. Yhteenvetona kotimaisten ja ulkomaisten autoteollisuuden muottiyritysten onnistuneista kokemuksista tietokoneavusteisen teknologian soveltamisessa voidaan todeta, että digitaalinen autoteollisuuden muottiteknologia sisältää pääasiassa seuraavat näkökohdat: ① Valmistettavuussuunnittelu (DFM), eli valmistettavuuden huomioiminen ja analysointi suunnittelun aikana prosessin onnistumisen varmistamiseksi. ② Muottiprofiilisuunnittelun aputeknologia, älykkään profiilisuunnitteluteknologian kehittäminen. ③ CAE avustaa analysoinnissa ja leimausmuovausprosessissa, ennustaen ja ratkaisemalla mahdolliset viat ja muovausongelmat. ④ Perinteisen kaksiulotteisen suunnittelun korvaaminen kolmiulotteisella muottirakennesuunnittelulla. ⑤ Muotinvalmistusprosessissa käytetään CAPP-, CAM- ja CAT-tekniikoita. ⑥ Digitaaliteknologian ohjauksessa käsitellään ja ratkaistaan muottikoe- ja leimaustuotannossa ilmeneviä ongelmia.
Neljänneksi, muotinkäsittelyautomaation nopea kehitys
Edistyksellinen prosessointiteknologia ja -laitteet ovat tärkeä perusta tuottavuuden parantamiselle ja tuotteiden laadun varmistamiselle. Ei ole harvinaista, että edistyneillä autoteollisuuden muottiyrityksillä on CNC-työstökoneita, joissa on kaksi työpöytää, automaattiset työkalunvaihtajat (ATC), valosähköiset ohjausjärjestelmät automaattiseen prosessointiin ja online-työkappaleiden mittausjärjestelmät. Numeerinen ohjausprosessointi on kehittynyt yksinkertaisesta profiilin prosessoinnista profiili- ja rakennepintojen kokonaisvaltaiseen prosessointiin, keskinopeuksista ja hitaista prosessoinneista suurnopeuteen, ja prosessointiautomaatioteknologian kehitys on erittäin nopeaa.
5. Korkean lujuuden omaavan teräslevyleimaustekniikan kehityssuunta on tulevaisuuden kehityssuunta
Korkean lujuuden omaavalla teräksellä on erinomaiset ominaisuudet myötösuhteen, venymälujittumisominaisuuksien, venymän jakautumiskyvyn ja törmäysenergian absorption suhteen, ja sen käyttö autoissa kasvaa jatkuvasti. Tällä hetkellä autoteollisuuden leimasimissa käytetyt korkean lujuuden teräkset sisältävät pääasiassa maalikarkaisuterästä (BH-teräs), kaksifaasiterästä (DP-teräs) ja faasimuutoksen indusoimaa plastisuutta edistävää terästä (TRIP-teräs). International Ultra Light Body Project (ULSAB) ennustaa, että 97 % vuonna 2010 lanseeratuista edistyneistä konseptiajoneuvoista (ULSAB—AVC) on korkean lujuuden omaavaa terästä. Edistyneen korkean lujuuden omaavan teräksen osuus ajoneuvomateriaalista ylittää 60 %, ja kaksifaasiteräksen osuus autoteollisuuden teräslevyistä on 74 %. IF-teräksessä pääasiassa käytettävät pehmeät teräkset ovat korkean lujuuden omaavia teräslevyjä, ja korkean lujuuden omaava niukkaseosteinen teräs on kaksifaasiterästä ja erittäin korkean lujuuden omaavaa terästä. Tällä hetkellä kotimaisten autoteollisuuden osien korkean lujuuden teräslevyjen käyttö rajoittuu enimmäkseen rakenneosiin ja palkkeihin, ja käytettyjen materiaalien vetolujuus on enimmäkseen alle 500 MPa. Siksi korkean lujuuden teräslevyjen leimaustekniikan nopea hallinta on tärkeä ongelma, joka on ratkaistava kiireellisesti kotimaani autoteollisuuden muottiteollisuudessa.
6. Uusia muottituotteita lanseerataan aikanaan
Autojen leimaustuotannon tehokkuuden ja automatisoinnin kehittyessä progressiivisten muottien käyttö autojen leimausosien tuotannossa laajenee. Monimutkaiset leimausosat, erityisesti jotkut pienet ja keskikokoiset monimutkaiset leimausosat, jotka perinteisen prosessin mukaan vaativat useita lävistysmuotteja, muodostetaan yhä enemmän progressiivisilla muoteilla. Progressiivinen muotti on eräänlainen huipputeknologinen muottituote, joka on teknisesti vaikea, vaatii suurta valmistustarkkuutta ja jolla on pitkä tuotantosykli. Moniasemainen progressiivinen muotti on yksi maan tärkeimmistä muottituotteista.
Seitsemän, muottimateriaaleja ja pintakäsittelytekniikkaa käytetään uudelleen
Muottimateriaalien laatu ja suorituskyky ovat tärkeitä tekijöitä, jotka vaikuttavat muotin laatuun, käyttöikään ja kustannuksiin. Viime vuosina erilaisten erittäin sitkeiden ja kulutusta kestävien kylmämuokkausterästen, liekkisammutettujen kylmämuokkausterästen ja jauhemetallurgisten kylmämuokkausterästen jatkuvan käyttöönoton lisäksi ulkomailla on kannattanut käyttää valurautamateriaaleja suurissa ja keskikokoisissa leimausmuoteissa. Kehityssuunta on huolestuttava. Pallografiittivaluraudalla on hyvä sitkeys ja kulutuskestävyys, sen hitsausominaisuudet, työstettävyys ja pinnan karkaisuominaisuudet ovat myös hyvät, ja kustannukset ovat alhaisemmat kuin seosteräsvaluraudalla, joten sitä käytetään enemmän autojen leimausmuoteissa.
8. Tieteellinen johtaminen ja informatisointi ovat muottiyritysten kehityssuunta
Julkaisun aika: 11.5.2021