Forma jest podstawowym wyposażeniem procesowym przemysłu samochodowego. Ponad 90% części i komponentów stosowanych w produkcji samochodów musi być formowanych za pomocą formy. Według Luo Baihui, eksperta od form, do wyprodukowania zwykłego samochodu potrzeba około 1500 form, z czego ponad 1000 wykorzystuje się do tłoczenia. Podczas opracowywania nowych modeli 90% pracy skupia się na zmianie profilu ciała. Około 60% kosztów rozwoju nowych modeli przeznacza się na rozwój procesów i wyposażenia w korpusach i tłoczeniu. Około 40% kosztów produkcji pojazdu stanowią koszty tłoczenia i montażu części nadwozia.
W rozwoju przemysłu form samochodowych w kraju i za granicą technologia form wykazała następujące trendy rozwojowe.
1. Bardziej widoczna jest symulacja procesu tłoczenia (CAE).
W ostatnich latach, wraz z szybkim rozwojem oprogramowania i sprzętu komputerowego, coraz większą rolę odgrywa technologia symulacji (CAE) procesu tłoczenia i formowania. W krajach rozwiniętych, takich jak Stany Zjednoczone, Japonia i Niemcy, technologia CAE stała się niezbędną częścią procesu projektowania i produkcji form. Jest szeroko stosowany do przewidywania wad formowania, optymalizacji procesu tłoczenia i struktury formy, poprawy niezawodności projektowania formy i skrócenia czasu prób formy. Wiele krajowych producentów form samochodowych również poczyniło znaczne postępy w stosowaniu CAE i osiągnęło dobre wyniki. Zastosowanie technologii CAE może znacznie obniżyć koszty form próbnych i skrócić cykl rozwoju form do tłoczenia, co stało się ważnym sposobem zapewnienia jakości form. Technologia CAE stopniowo przekształca projektowanie form z projektu empirycznego w projekt naukowy.
2. Ujednolicono pozycję projektu 3D formy
Trójwymiarowy projekt formy jest ważną częścią technologii form cyfrowych i podstawą integracji projektowania, produkcji i kontroli form. Firmy takie jak Toyota i General Motors ze Stanów Zjednoczonych zrealizowały trójwymiarowe projektowanie form i osiągnęły dobre wyniki w zastosowaniu. Niektóre metody przyjęte w projektowaniu form 3D za granicą są godne naszego odniesienia. Oprócz tego, że sprzyja realizacji zintegrowanej produkcji, trójwymiarowy projekt formy ma jeszcze jedną zaletę: jest wygodny do kontroli zakłóceń i może przeprowadzać analizę zakłóceń ruchu, co rozwiązuje problem w projektowaniu dwuwymiarowym.
Po trzecie, technologia form cyfrowych stała się głównym kierunkiem
W ostatnich latach szybki rozwój technologii form cyfrowych jest skutecznym sposobem rozwiązania wielu problemów napotykanych podczas rozwoju form samochodowych. Tak zwana technologia form cyfrowych to zastosowanie technologii komputerowej lub technologii wspomaganej komputerowo (CAX) w procesie projektowania i produkcji form. Podsumowując udane doświadczenia krajowych i zagranicznych firm produkujących formy samochodowe w stosowaniu technologii wspomaganej komputerowo, cyfrowa technologia form samochodowych obejmuje głównie następujące aspekty: ① Projektowanie pod kątem produktywności (DFM), to znaczy, że produktywność jest brana pod uwagę i analizowana podczas projektowania, aby zapewnić sukces procesu. ②Technologia pomocnicza do projektowania profili form, rozwijaj inteligentną technologię projektowania profili. ③CAE pomaga w analizie i procesie tłoczenia, przewidywaniu i rozwiązywaniu ewentualnych defektów oraz problemów z formowaniem. ④ Zastąp tradycyjny dwuwymiarowy projekt trójwymiarowym projektem struktury formy. ⑤W procesie produkcji form wykorzystuje się technologię CAPP, CAM i CAT. ⑥ Pod okiem technologii cyfrowej zajmuj się i rozwiązuj problemy pojawiające się w procesie prób form i produkcji tłoczenia.
Po czwarte, szybki rozwój automatyzacji przetwarzania form
Zaawansowana technologia i sprzęt do przetwarzania stanowią ważny fundament poprawy produktywności i zapewnienia jakości produktu. Nierzadko zdarza się, że producenci zaawansowanych form samochodowych posiadają obrabiarki CNC z podwójnym stołem roboczym, automatycznym zmieniaczem narzędzi (ATC), fotoelektryczne systemy sterowania do automatycznego przetwarzania i systemy pomiaru detali online. Obróbka sterowana numerycznie rozwinęła się od prostej obróbki profili do kompleksowej obróbki powierzchni profilowych i konstrukcyjnych, od obróbki średnio- i wolnoobrotowej do obróbki wysokoprędkościowej, a rozwój technologii automatyzacji obróbki jest bardzo szybki.
5. Przyszły kierunek rozwoju to technologia tłoczenia blach stalowych o wysokiej wytrzymałości
Stal o wysokiej wytrzymałości ma doskonałe właściwości pod względem współczynnika plastyczności, właściwości utwardzania przez odkształcenie, zdolności rozkładu odkształceń i pochłaniania energii zderzenia, a stopień jej zastosowania w samochodach stale rośnie. Obecnie stale o wysokiej wytrzymałości stosowane w wytłoczkach motoryzacyjnych obejmują głównie stal do utwardzania lakieru (stal BH), stal dwufazową (stal DP) i stal plastyczną indukowaną przemianą fazową (stal TRIP). Międzynarodowy projekt Ultra Light Body Project (ULSAB) przewiduje, że 97% zaawansowanego pojazdu koncepcyjnego (ULSAB-AVC) wprowadzonego na rynek w 2010 roku będzie wykonane ze stali o wysokiej wytrzymałości. Udział zaawansowanej stali o wysokiej wytrzymałości w materiale pojazdu przekroczy 60%, a dwufazowej. Udział stali będzie stanowić 74% blach samochodowych. Seria miękkiej stali stosowana głównie w stali IF będzie serią blach stalowych o wysokiej wytrzymałości, a stal niskostopowa o wysokiej wytrzymałości będzie stalą dwufazową i blachą stalową o ultrawysokiej wytrzymałości. Obecnie zastosowanie blach stalowych o wysokiej wytrzymałości do produkcji domowych części samochodowych ogranicza się głównie do części konstrukcyjnych i belek, a wytrzymałość na rozciąganie zastosowanych materiałów wynosi przeważnie poniżej 500 MPa. Dlatego szybkie opanowanie technologii tłoczenia blach stalowych o wysokiej wytrzymałości jest ważnym problemem, który należy pilnie rozwiązać w branży form samochodowych w moim kraju.
6. Nowe produkty w formie form zostaną wprowadzone na rynek w odpowiednim czasie
Wraz z rozwojem wysokiej wydajności i automatyzacji produkcji tłoczenia samochodów, zastosowanie matryc progresywnych w produkcji części do tłoczenia samochodów będzie szersze. Skomplikowane części do tłoczenia kształtów, zwłaszcza niektóre małe i średnie skomplikowane części do tłoczenia, które wymagają wielu zestawów wykrojników zgodnie z tradycyjnym procesem, są coraz częściej formowane za pomocą matryc progresywnych. Matryca progresywna jest rodzajem zaawansowanego technologicznie produktu formy, który jest trudny technicznie, wymaga dużej precyzji wykonania i ma długi cykl produkcyjny. Wielostanowiskowa matryca progresywna będzie jednym z najważniejszych produktów formierskich w moim kraju.
Po siódme, ponownie wykorzystane zostaną materiały formy i technologia obróbki powierzchni
Jakość i wydajność materiałów na formy to ważne czynniki wpływające na jakość, trwałość i koszt formy. W ostatnich latach, oprócz ciągłego wprowadzania różnorodnych stali matrycowych do pracy na zimno o wysokiej wytrzymałości i odporności na zużycie, stali matrycowych hartowanych płomieniowo i stali matrycowych do pracy na zimno metodą metalurgii proszków, warto stosować materiały żeliwne do dużych i średniej wielkości tłoczniki za granicą. Zaniepokojony trendem rozwojowym. Żeliwo sferoidalne ma dobrą wytrzymałość i odporność na zużycie, jego właściwości spawalnicze, urabialność i hartowanie powierzchniowe są również dobre, a koszt jest niższy niż żeliwo stopowe, dlatego jest częściej stosowany w matrycach do tłoczenia samochodów.
8. Zarządzanie naukowe i informatyzacja to kierunek rozwoju przedsiębiorstw produkujących formy
Czas publikacji: 11 maja 2021 r