Produkcja form odlewniczych do części samochodowych: wyzwania projektowe i rozwiązania

Na przestrzeni lat producenci samochodów wprowadzili wiele sposobów produkcji pojazdów o większej wydajności. Aluminiowe obudowy oraz aluminiowe elementy układów napędowych i konstrukcyjnych pojazdów elektrycznych są intensywnie wytwarzane za pomocą wysokociśnieniowego odlewania (HPDC).

Samochody stwarzają znacznie trudniejsze warunki przy produkcji form do odlewów ciśnieniowych niż inne zastosowania przemysłowego odlewania ciśnieniowego. Forma jest poddawana niezliczonym cyklom wtrysku pod wysokim ciśnieniem, cyklu termicznego, naprężeniom mechanicznym oraz bardzo surowym wymaganiom wymiarowym.

W SunOn naszym najwyższym priorytetem jest usprawnienie procesu produkcji form odlewniczych z uwzględnieniem automatyzacji i produkcji masowej, aby zapewnić klientom możliwość produkcji komponentów samochodowych. Oferujemy indywidualne usługi odlewania ciśnieniowego dla samochodów i innych branż, w tym elektroniki i przemysłu, aby sprostać potrzebom naszych klientów od początkowego rozwoju narzędzi po produkcję seryjną.

Dlaczego części samochodowe wymagają zaawansowanej produkcji form odlewanych ciśnieniowo

Formy odlewniczeMusi być zaprojektowany tak, aby uwzględniał następujące kwestie dotyczące komponentu samochodowego:

• Struktura i skuteczność składnika

• Przepływ metalu

• Wydajne chłodzenie

• Długa długość życia

• Krótki czas cyklu

• Niskie koszty utrzymania

W przeciwieństwie do większości odlewów, komponenty samochodowe zazwyczaj obejmują:

• Lekka konstrukcja z cienkościennymi przekrojami

• Konstrukcja wytrzymałości z żebrami wzmacniającymi

• Wiele punktów mocowania

• Wewnętrzne jamki i powierzchnie funkcjonalne

• Szczelne odstępy montażowe

Ze względu na wszystkie te względy i wymagania, produkcja form odlewniczych musi być systematycznym podejściem do projektowania komponentów samochodowych.

Wyzwania związane z projektowaniem samochodów w produkcji form odlewanych ciśnieniowo

Złożone geometrie produktów zwiększają znaczenie DFM

Wyzwaniem podczas produkcji komponentów samochodowych jest radzenie sobie z problemami projektowania i budowy form pojawiającymi się podczas produkcji. Projektowanie form w SunOn obejmuje analizę Design for Manufacturing (DFM) w celu identyfikacji ryzyk przed rozpoczęciem produkcji.

Jeśli chodzi o produkcję form, wybrana do formy rodzaj stali bezpośrednio wpływa na zmęczenie termiczne i zużycie formy, a także na wymaganą konserwację.

Wybór materiału decyduje o czasie życia formy

Formy odlewane ciśnieniowo w sektorze motoryzacyjnym poddawane są powtarzającym się cyklom podgrzewania i chłodzenia podczas użytkowania. Dlatego materiały muszą zapewniać:

• Wytrzymałość na wysokie temperatury

• Dobra wytrzymałość

• Odporność na pękanie termiczne

• Stabilna wydajność pod ciśnieniem

Typowe opcje materiałów to:

SunOn wybiera odpowiednią stal formową zgodnie z wymaganiami produkcyjnymi, właściwościami stopu i oczekiwanymi warunkami eksploatacji, zamiast jedynie zwiększać koszty materiału.

Rozwiązywanie wad odlewów samochodowych za pomocą inżynierii form

Głównym celem profesjonalnej produkcji form odlewniczych jest zapobieganie wadom przed masową produkcją.

Optymalizacja systemów kanałów i bramek

Proces napełniania wpływa na jakość wewnętrznej struktury.

Wady projektowe takie jak:

• Uwięzione powietrze

• Zimne zamknięcia

• Częściowe lub nierówne wypełnienia

• Fragmenty nierównomiernej krzepnięcia

Dzięki przepływowi formy i analizie inżynieryjnej projekt może znaleźć:

• Różne sekwencje wypełnień

• Zmiany ciśnienia

• Niezrównoważony przepływ metalu

• Potencjalne obszary problemowe

SunOn wykonuje symulację przepływu formy podczas projektowania, aby pomóc zoptymalizować bramowanie i wyeliminować niepotrzebne iteracje.

Projektowanie systemów chłodzenia pod kątem stabilności produkcji

Poprawa wydajności procesów:

• Optymalny projekt układu chłodzenia

• Utrzymuje równomierną temperaturę formy

• Minimalizuje wahania temperatury

• Zmniejsza naprężenia termiczne w formie

• Ogranicza zmiany temperatury formy

• Poprawia kontrolę cyklu

• Przedłuża żywotność formy

Optymalne chłodzenie dużych brył aluminium może zmniejszyć prawdopodobieństwo:

• Warpage

• Zmiany wymiarowe

• Testy cieplne

• Skraca żywotność formy

W przypadku dużych komponentów motoryzacyjnych chłodzenie należy uwzględniać wraz ze strukturą formy, właściwościami materiałów oraz całym procesem.

Tradycyjne komponenty samochodowe vs.Zastosowania w dużych odlewach ciśnieniowych EV

Wraz ze wzrostem produkcji pojazdów elektrycznych, wyzwania w produkcji form odlewanych pod tlakiem, zwłaszcza dużych zintegrowanych komponentów, stały się bardziej widoczne.

W produkcji pojazdów elektrycznych analiza strukturalna i zarządzanie termiczne stają się coraz ważniejsze.

Produkcja form odlewanych ciśnieniowo z pojedynczą komorą vs wielokomorowymi

Konfiguracja formy zależy od ilości produkcji, kosztów oraz złożoności elementu.

Do masowej produkcji komponentów samochodowych narzędzia wielokomorowe mogą pomóc skrócić czas produkcji i koszty produkcji.

SunOn'Proces produkcji form odlewniczych

SunOn oferuje zintegrowany proces rozwoju form obejmujących projektowanie, produkcję, inspekcję i wsparcie produkcyjne. Firma prowadzi zakład produkcyjny o powierzchni około 32 000 metrów kwadratowych zatrudniony przez ponad 1 000 pracowników oraz dostarcza rozwiązania formowe, obróbki i produkcji dla klientów globalnych.

Utrzymujemy ścisłą kontrolę procesów dzięki dedykowanemu stosowi sprzętu – stacje robocze CAD/CAE, wysokoszybki CNC, EDM, cięcie drutu do produkcji form, maszyny do odlewania ciśnieniowego do produkcji części, wiertnice i gwintowanie, maszyny polerujące do wykończenia wtórnego. Wspierani przez pełne narzędzia inspekcyjne, takie jak CMM, projektor 2D i testery twardości przy każdej operacji, utrzymujemy ścisłą kontrolę jakości w całym łańcuchu dla klientów z całego świata.

Proces ten zazwyczaj składa się z:

1. Przegląd inżynierski

• Analiza jest trudna w 2D/3D

• Ocena DFM

• Ocena wykonalności produkcji

2. Projektowanie formy

• Optymalizacja struktury jamy

• Projektowanie układu chłodzenia

• Rozwój systemu runnerów

3. Produkcja precyzyjna

• Obróbka CNC

• Przetwarzanie EDM

• Wykańczanie powierzchni

• Montaż komponentów

4. Próba i walidacja

• Testowanie próbek T1

• Inspekcja wymiarowa

• Optymalizacja produkcji

Możliwości odlewania ciśnieniowego SunOn spełniają wymagania dotyczące dokładności wymiarowej, z deklarowanymi tolerancjami sięgającymi około ±0,02 mm dla obróbki formy, ±0,05 mm dla części odlewanych ciśnieniowo oraz ±0,01 mm po procesach obróbki w odpowiednich warunkach.

Weryfikacja jakości przed rozpoczęciem produkcji samochodowej

Klienci motoryzacyjni zazwyczaj wymagają szczegółowej weryfikacji przed rozpoczęciem produkcji masowej.

Ważne kroki weryfikacji obejmują:

SunOn posiada systemy jakości zgodne z ISO9001, ISO14001 oraz IATF 16949, aby sprostać potrzebom produkcji w przemyśle motoryzacyjnym.

Jak znaleźć najlepszego partnera do produkcji form odlewniczych ciśnieniowo

Poza obróbką, rzetelni dostawcy form powinni świadczyć także inne usługi w całym łańcuchu dostaw motoryzacyjnych.

Obszary skupienia powinny to:

• Projektowanie i rozwój form samochodowych

• Projektowanie pod kątem produkcji (DFM) i symulacja

• Obróbka precyzyjna

• Inspekcja i zapewnienie jakości

• Konserwacja form

• Komunikacja i zarządzanie projektami

Nasze procesy inżynierii form, produkcji oraz zapewnienia jakości dają klientom motoryzacyjnym możliwość zmniejszenia ryzyka i usprawnienia automatyzacji systemów produkcyjnych.

SunOn Die Casting Mould Manufacture zajmuje się tworzeniem form na zamówienie – od projektowania, przez ocenę, aż po produkcję. Jeśli chceszDowiedz się więcej o naszych usługach produkcji form, wtedy Twoje projekty z formami samochodowymi są mile widziane w SunOn.

Najczęściej zadawane pytania

P1. Jakie branże może obsługiwać produkcja form odlewniczych SunOn?

SunOn oferuje produkcję form odlewanych pod ciśnieniem dla sektorów motoryzacji, elektroniki, sprzętu przemysłowego i sprzętu gospodarstwa domowego oraz dla przemysłu precyzyjnej produkcji.

P2. Które części samochodowe SunOn może produkować z matryc?

SunOn produkuje matryce do części konstrukcyjnych, elementów układu napędowego i obudów, a także innych kluczowych metalowych części samochodowych, które muszą być utrzymywane w ścisłych tolerancjach wymiarowych.

P3. Jaki jest proces produkcji form odlewanych ciśnieniowo w SunOn?

Proces produkcji form odlewniczych w SunOn:

• Przegląd projektowania produktu

• Analiza DFM

• Projektowanie form 3D

• Symulacja przepływu

• Obróbka CNC

• Przetwarzanie EDM

• Montaż formy

• Próbne sadzenie

• Inspekcja jakości

Proces ten ma na celu zapewnienie wydajności formy i stabilności podczas produkcji.

P4. Jak SunOn zarządza dokładnością form samochodowych?

SunOn kontroluje dokładność poprzez precyzyjne narzędzia w połączeniu z analizą i inspekcją inżynieryjną. Firma stosuje pomiary CMM oraz weryfikację wymiarową do weryfikacji jakości form.

P5. Jakich materiałów do formy używa SunOn do odlewania ciśnieniowego w samochodach?

SunOn wybiera stal formowaną na podstawie oczekiwanego zużycia i warunków eksploatacji, żywotności komponentu oraz stopów odlewanych. Należy wziąć pod uwagę zmęczenie termiczne, wytrzymałość, twardość i odporność na zużycie.