Lo stampo è l'attrezzatura di processo di base dell'industria automobilistica. Oltre il 90% dei componenti nella produzione automobilistica deve essere modellato tramite uno stampo. Per realizzare un'auto normale sono necessari circa 1.500 set di stampi, di cui circa 1.000 set di matrici di stampaggio. Nello sviluppo di nuovi modelli, il 90% del carico di lavoro è dedicato alle modifiche del profilo della carrozzeria. Circa il 60% dei costi di sviluppo dei nuovi modelli viene utilizzato per lo sviluppo della carrozzeria e dei processi e delle attrezzature di stampaggio. Circa il 40% del costo totale di produzione del veicolo è costituito dal costo dello stampaggio della carrozzeria e del suo assemblaggio.
Nello sviluppo del settore degli stampi per autoveicoli in patria e all'estero, la tecnologia degli stampi presenta le seguenti tendenze di sviluppo.
In primo luogo, è stato consolidato lo stato di progettazione tridimensionale dello stampo
La progettazione tridimensionale dello stampo è una parte importante della tecnologia di stampaggio digitale e costituisce la base per l'integrazione di progettazione, produzione e ispezione dello stampo. La Toyota giapponese, gli Stati Uniti e altre aziende hanno sviluppato la progettazione tridimensionale dello stampo, ottenendo buoni risultati applicativi. Vale la pena apprendere alcune delle pratiche adottate da paesi stranieri nella progettazione tridimensionale degli stampi. Oltre a facilitare la produzione integrata, la progettazione tridimensionale dello stampo è utile per il controllo delle interferenze e può eseguire l'analisi delle interferenze di movimento per risolvere un problema nella progettazione bidimensionale.
In secondo luogo, la simulazione del processo di stampaggio (CAE) è più evidente
Negli ultimi anni, con il rapido sviluppo di software e hardware, la tecnologia di simulazione (CAE) del processo di stampaggio a iniezione ha svolto un ruolo sempre più importante. Negli Stati Uniti, in Giappone, in Germania e in altri paesi sviluppati, la tecnologia CAE è diventata una componente necessaria del processo di progettazione e produzione di stampi, ampiamente utilizzata per prevedere difetti di formatura, ottimizzare il processo di stampaggio e la struttura dello stampo, migliorare l'affidabilità della progettazione dello stampo e ridurre i tempi di collaudo. Molte aziende nazionali produttrici di stampi per auto hanno compiuto progressi significativi nell'applicazione della CAE, ottenendo buoni risultati. L'applicazione della tecnologia CAE può ridurre notevolmente i costi degli stampi di prova e abbreviare il ciclo di sviluppo dello stampo di stampaggio, diventando così un mezzo importante per garantire la qualità dello stampo. La tecnologia CAE sta gradualmente trasformando la progettazione degli stampi da una progettazione empirica a una progettazione scientifica.
In terzo luogo, la tecnologia degli stampi digitali è diventata la tecnologia mainstream
Il rapido sviluppo della tecnologia degli stampi digitali negli ultimi anni si è rivelato un metodo efficace per risolvere numerosi problemi legati allo sviluppo di stampi per autoveicoli. La cosiddetta tecnologia degli stampi digitali consiste nell'applicazione della tecnologia informatica o tecnologia assistita da computer (CAX) nel processo di progettazione e produzione degli stampi. Riassumiamo l'esperienza di successo delle aziende nazionali ed estere produttrici di stampi per autoveicoli nell'applicazione della tecnologia assistita da computer. La tecnologia degli stampi digitali per autoveicoli comprende principalmente i seguenti aspetti: 1. Progettazione per la producibilità (DFM), che considera e analizza la producibilità durante la progettazione per garantire il successo del processo. 2. La tecnologia ausiliaria per la progettazione delle superfici degli stampi sviluppa una tecnologia di progettazione intelligente dei profili. 3. Il CAE supporta l'analisi e la simulazione del processo di stampaggio, prevedendo e risolvendo possibili difetti e problemi di formatura. 4. Sostituzione della tradizionale progettazione bidimensionale con una progettazione tridimensionale della struttura dello stampo. 5. Il processo di produzione degli stampi utilizza le tecnologie CAPP, CAM e CAT. 6. Sotto la guida della tecnologia digitale, risoluzione dei problemi nel processo di collaudo e nella produzione dello stampaggio.
In quarto luogo, il rapido sviluppo dell’automazione della lavorazione degli stampi
Tecnologie e attrezzature di lavorazione avanzate sono fondamentali per migliorare la produttività e garantire la qualità del prodotto. Non è raro che macchine utensili CNC, cambi utensili automatici (ATC), sistemi di controllo optoelettronico automatico delle lavorazioni e sistemi di misurazione in linea per i pezzi lavorati nelle aziende di stampi per autoveicoli all'avanguardia vengano impiegati. La lavorazione CNC si è evoluta dalla semplice lavorazione di profili alla lavorazione completa di profili e superfici strutturali. Dalle lavorazioni a media e bassa velocità a quelle ad alta velocità, la tecnologia di automazione delle lavorazioni si è sviluppata rapidamente.
5. La tecnologia di stampaggio di piastre in acciaio ad alta resistenza è la direzione di sviluppo futura
Gli acciai ad alta resistenza trovano un impiego eccellente nel settore automobilistico grazie alle loro eccellenti caratteristiche in termini di rapporto di snervamento, caratteristiche di incrudimento, capacità di distribuzione delle deformazioni e assorbimento dell'energia d'urto. Attualmente, gli acciai ad alta resistenza utilizzati negli stampati per autoveicoli includono principalmente acciaio temprato con vernice (acciaio BH), acciaio duplex (acciaio DP) e acciaio plastico a cambiamento di fase indotto (acciaio TRIP). L'International Ultralight Body Project (ULSAB) prevede che il 97% dei modelli concettuali avanzati (ULSAB-AVC) lanciati nel 2010 saranno acciai ad alta resistenza e che la percentuale di lamiere in acciaio ad alta resistenza avanzate nei materiali per veicoli supererà il 60%, mentre la percentuale di acciaio duplex rappresenterà il 74% delle lamiere d'acciaio per veicoli.
La serie di acciai dolci, principalmente basata sull'acciaio IF, attualmente ampiamente utilizzata, sarà sostituita dalla serie di lamiere in acciaio ad alta resistenza, mentre gli acciai bassolegati ad alta resistenza saranno sostituiti da acciai bifase e acciai ad altissima resistenza. Attualmente, l'applicazione di lamiere in acciaio ad alta resistenza per i componenti automobilistici nazionali è principalmente limitata a parti strutturali e travi, e la resistenza alla trazione dei materiali utilizzati è superiore a 500 MPa. Pertanto, padroneggiare rapidamente la tecnologia di stampaggio di lamiere in acciaio ad alta resistenza è una questione importante che deve essere risolta con urgenza nel settore degli stampi per autoveicoli in Cina.
Sesto, nuovi prodotti per stampi saranno lanciati a tempo debito
Con lo sviluppo di un'elevata efficienza e automazione nella produzione di stampaggio automobilistico, gli stampi progressivi saranno sempre più utilizzati nella produzione di componenti stampati per il settore automobilistico. I componenti stampati con forme complesse, in particolare quelli di piccole e medie dimensioni che richiedono più coppie di punzoni nel processo convenzionale, vengono sempre più spesso realizzati con stampi progressivi. Gli stampi progressivi sono prodotti ad alta tecnologia con elevata difficoltà tecnica, elevata precisione di produzione e lunghi cicli di produzione. Gli stampi progressivi multistazione saranno uno dei principali prodotti per stampi sviluppati in Cina.
Sette, i materiali degli stampi e la tecnologia di trattamento delle superfici saranno riutilizzati
La qualità e le prestazioni del materiale dello stampo sono fattori importanti che ne influenzano la qualità, la durata e il costo. Negli ultimi anni, oltre a una varietà di acciai per stampi a freddo ad alta tenacità e resistenza all'usura, acciai per stampi a freddo temprati a fiamma e acciai per stampi a freddo ottenuti con metallurgia delle polveri, l'utilizzo di materiali in ghisa negli stampi per stampaggio di grandi e medie dimensioni all'estero è diventato vantaggioso. Il trend di sviluppo è preoccupante. La ghisa duttile presenta una buona tenacità e resistenza all'usura, buone prestazioni di saldatura, lavorabilità e tempra superficiale, e il costo è inferiore a quello della ghisa legata. Pertanto, è ampiamente utilizzata negli stampi per stampaggio per automobili.
Otto, la gestione scientifica e l'informatizzazione sono la direzione di sviluppo delle imprese di stampi
Un altro aspetto importante dello sviluppo della tecnologia degli stampi per autoveicoli è la gestione scientifica e delle informazioni. La gestione scientifica ha permesso alle aziende produttrici di stampi di evolversi costantemente nella direzione della produzione Just-in-Time e della produzione snella. La gestione aziendale è più precisa, l'efficienza produttiva è notevolmente migliorata e istituzioni, collegamenti e personale inefficienti vengono costantemente ottimizzati. Con l'avanzamento delle moderne tecnologie di gestione, molti strumenti avanzati di gestione delle informazioni, tra cui sistemi di gestione delle risorse aziendali (ERP), gestione delle relazioni con i clienti (CRM), gestione della catena di fornitura (SCM), gestione dei progetti (PM), ecc., sono ampiamente utilizzati.
Nove, la raffinata fabbricazione dello stampo è una tendenza inevitabile
La cosiddetta produzione raffinata dello stampo si basa sul processo di sviluppo e sui risultati di produzione dello stampo, in particolare sulla razionalizzazione del processo di stampaggio e sulla progettazione della struttura dello stampo, sull'elevata precisione della lavorazione dello stampo, sull'elevata affidabilità del prodotto finito e sulla rigorosa gestione della tecnologia. La meticolosa produzione di stampi non è una singola tecnologia, ma un riflesso completo delle tecniche di progettazione, lavorazione e gestione. Oltre all'eccellenza tecnica, la realizzazione di stampi di alta qualità è garantita anche da una gestione rigorosa.
Data di pubblicazione: 23 aprile 2023