Forma je základním procesním zařízením automobilového průmyslu. Více než 90 % dílů a komponentů při výrobě automobilů musí být tvarováno pomocí formy. Podle Luo Baihui, odborníka na formy, je k výrobě běžného automobilu potřeba asi 1 500 forem, z nichž se používá více než 1 000 lisovacích forem. Při vývoji nových modelů se 90 % pracovního zatížení věnuje změně profilu karoserie. Přibližně 60 % nákladů na vývoj nových modelů se používá na vývoj procesů a zařízení pro karoserii a lisování. Asi 40 % nákladů na výrobu vozidla tvoří náklady na lisování dílů a montáž karoserie.
Ve vývoji automobilového průmyslu forem v tuzemsku i v zahraničí vykazovala technologie forem následující vývojové trendy.
1. Simulace procesu ražení (CAE) je výraznější
V posledních letech, s rychlým rozvojem počítačového softwaru a hardwaru, hraje simulační technologie (CAE) procesu lisování stále důležitější roli. V rozvinutých zemích, jako jsou Spojené státy, Japonsko a Německo, se technologie CAE stala nezbytnou součástí procesu návrhu a výroby forem. Je široce používána k predikci tvářecích vad, optimalizaci procesu lisování a struktury formy, zlepšení spolehlivosti návrhu formy a zkrácení doby zkušebního testování forem. Mnoho domácích společností vyrábějících automobilové formy také dosáhlo významného pokroku v aplikaci CAE a dobrých výsledků. Aplikace technologie CAE může výrazně ušetřit náklady na zkušební formy a zkrátit vývojový cyklus lisovacích forem, což se stalo důležitým prostředkem k zajištění kvality forem. Technologie CAE postupně transformuje návrh forem z empirického návrhu na vědecký návrh.
2. Pozice 3D návrhu forem je konsolidována
Trojrozměrný návrh formy je důležitou součástí technologie digitálních forem a základem pro integraci návrhu, výroby a kontroly forem. Společnosti jako Toyota a General Motors ve Spojených státech realizovaly trojrozměrný návrh forem a dosáhly dobrých aplikačních výsledků. Některé metody používané v zahraničí při 3D návrhu forem si zaslouží naši referenci. Kromě toho, že trojrozměrný návrh formy napomáhá realizaci integrované výroby, má další výhodu, a to, že je vhodný pro kontrolu interference a umožňuje provádět analýzu interference pohybu, což řeší problém dvourozměrného návrhu.
Za třetí, technologie digitálních forem se stala hlavním směrem
V posledních letech se rychlý rozvoj technologie digitálních forem ukázal jako efektivní způsob řešení mnoha problémů, s nimiž se setkáváme při vývoji automobilových forem. Takzvaná technologie digitálních forem je aplikace počítačové technologie neboli počítačem podporované technologie (CAX) v procesu návrhu a výroby forem. Shrnutím úspěšných zkušeností domácích i zahraničních společností zabývajících se výrobou automobilových forem s aplikací počítačově podporované technologie zahrnuje technologie digitálních automobilových forem zejména následující aspekty: 1. Návrh pro vyrobitelnost (DFM), tj. vyrobitelnost je zohledněna a analyzována během návrhu, aby se zajistil úspěch procesu. 2. Pomocná technologie pro návrh profilu formy, vývoj inteligentní technologie návrhu profilu. 3. CAE pomáhá při analýze a tváření lisováním, predikci a řešení možných vad a problémů s tvářením. 4. Nahrazení tradičního dvourozměrného návrhu trojrozměrným návrhem struktury formy. 5. Proces výroby forem využívá technologie CAPP, CAM a CAT. 6. Pod vedením digitální technologie se zabývá a řeší problémy, které vznikají v procesu zkoušení forem a výroby lisování.
Za čtvrté, rychlý rozvoj automatizace zpracování forem
Pokročilé technologie a zařízení pro zpracování jsou důležitým základem pro zlepšení produktivity a zajištění kvality výrobků. Není neobvyklé, že pokročilé společnosti vyrábějící formy na automobily disponují CNC obráběcími stroji s dvojitými pracovními stoly, automatickými měniči nástrojů (ATC), fotoelektrickými řídicími systémy pro automatické zpracování a online systémy pro měření obrobků. Numerické řízení se vyvinulo od jednoduchého zpracování profilů ke komplexnímu zpracování profilů a konstrukčních povrchů, od středněrychlostního a nízkorychlostního zpracování k vysokorychlostnímu zpracování a vývoj technologie automatizace zpracování je velmi rychlý.
5. Technologie ražení vysokopevnostních ocelových plechů je budoucím směrem vývoje
Vysokopevnostní ocel má vynikající vlastnosti, pokud jde o poměr kluzu, charakteristiky zpevnění deformací, schopnost rozložení napětí a absorpci energie nárazu, a její použití v automobilech se neustále zvyšuje. V současné době se mezi vysokopevnostní oceli používané v automobilových výliscích používají především oceli s kalením lakem (ocel BH), dvoufázové oceli (ocel DP) a oceli s indukovanou plasticitou fázové transformace (ocel TRIP). Mezinárodní projekt ultralehkých karoserií (ULSAB) předpovídá, že 97 % pokročilých koncepčních vozidel (ULSAB—AVC) uvedených na trh v roce 2010 bude tvořeno vysokopevnostní ocelí. Podíl pokročilé vysokopevnostní oceli v materiálu vozidla přesáhne 60 % a dvoufázová ocel bude tvořit 74 % automobilových ocelových plechů. Měkké oceli používané hlavně v IF oceli budou tvořeny řadou vysokopevnostních ocelových plechů a vysokopevnostní nízkolegované oceli budou tvořeny dvoufázovými ocelemi a ultravysokopevnostními ocelovými plechy. V současné době se použití vysokopevnostních ocelových plechů pro výrobu dílů pro domácí automobily omezuje převážně na konstrukční díly a nosníky a pevnost v tahu použitých materiálů je většinou pod 500 MPa. Proto je rychlé zvládnutí technologie lisování vysokopevnostních ocelových plechů důležitým problémem, který je třeba v automobilovém průmyslu v mé zemi naléhavě vyřešit.
6. Nové formy budou uvedeny na trh včas.
S rozvojem vysoké efektivity a automatizace výroby automobilových lisovacích dílů se rozšíří používání progresivních nástrojů při výrobě automobilových lisovacích dílů. Složité tvarované lisovací díly, zejména některé malé a středně velké složité lisovací díly, které vyžadují více sad děrovacích nástrojů podle tradičního procesu, jsou stále častěji tvarovány pomocí progresivních nástrojů. Progresivní nástroj je druh high-tech formy, která je technicky náročná, vyžaduje vysokou přesnost výroby a má dlouhý výrobní cyklus. Vícestaniční progresivní nástroj bude jedním z nejdůležitějších forem v mé zemi.
Sedmé, materiály forem a technologie povrchové úpravy budou znovu použity
Kvalita a výkonnost materiálů forem jsou důležitými faktory, které ovlivňují kvalitu, životnost a náklady forem. V posledních letech se kromě neustálého zavádění různých vysoce houževnatých a vysoce odolných ocelí pro tváření za studena, kalených ocelí pro tváření za studena a ocelí pro tváření za studena práškovou metalurgií vyplatí používat litinové materiály pro velké a střední lisovací nástroje v zahraničí. Vzhledem k tomuto vývojovému trendu má tvárná litina dobrou houževnatost a odolnost proti opotřebení, dobré svařovací vlastnosti, obrobitelnost a povrchové kalení a náklady jsou nižší než u legované litiny, proto se častěji používá v automobilových lisovacích nástrojích.
8. Vědecké řízení a informatizace jsou směrem rozvoje podniků zabývajících se plísněmi
Čas zveřejnění: 11. května 2021