Matrijzen vormen de basis van de productieprocessen in de auto-industrie. Meer dan 90% van de onderdelen en componenten in de autoproductie moeten met behulp van matrijzen worden gevormd. Volgens matrijsexpert Luo Baihui zijn er ongeveer 1500 matrijzen nodig voor de productie van een gewone auto, waarvan meer dan 1000 stempelmatrijzen. Bij de ontwikkeling van nieuwe modellen is 90% van de werkzaamheden gericht op het aanpassen van het carrosserieprofiel. Ongeveer 60% van de ontwikkelingskosten van nieuwe modellen wordt besteed aan de ontwikkeling van de carrosserie en de stempelprocessen en -apparatuur. Ongeveer 40% van de productiekosten van een voertuig bestaat uit de kosten voor het stempelen van carrosseriedelen en de assemblage ervan.
In de ontwikkeling van de automobielmatrijzenindustrie in binnen- en buitenland heeft de matrijstechnologie de volgende ontwikkelingstrends laten zien.
1. De simulatie van het stempelproces (CAE) is prominenter.
De afgelopen jaren, met de snelle ontwikkeling van computersoftware en -hardware, speelt de simulatietechnologie (CAE) van het stempelvormingsproces een steeds belangrijkere rol. In ontwikkelde landen zoals de Verenigde Staten, Japan en Duitsland is CAE-technologie een onmisbaar onderdeel geworden van het ontwerp- en productieproces van matrijzen. Het wordt veelvuldig gebruikt om vormfouten te voorspellen, het stempelproces en de matrijsstructuur te optimaliseren, de betrouwbaarheid van het matrijsontwerp te verbeteren en de proeftijd van matrijzen te verkorten. Ook veel Chinese fabrikanten van automatrijzen hebben aanzienlijke vooruitgang geboekt in de toepassing van CAE en goede resultaten behaald. De toepassing van CAE-technologie kan de kosten van proefmatrijzen aanzienlijk verlagen en de ontwikkelingscyclus van stempelmatrijzen verkorten, waardoor het een belangrijk middel is geworden om de matrijskwaliteit te waarborgen. CAE-technologie transformeert matrijsontwerp geleidelijk van empirisch naar wetenschappelijk ontwerp.
2. De positie van het 3D-ontwerp van de mal is geconsolideerd.
Het 3D-ontwerp van de matrijs is een belangrijk onderdeel van de digitale matrijstechnologie en de basis voor de integratie van matrijsontwerp, -productie en -inspectie. Bedrijven zoals Toyota en General Motors in de Verenigde Staten hebben het 3D-ontwerp van matrijzen al gerealiseerd en goede resultaten behaald. Sommige methoden die in het buitenland worden toegepast voor 3D-matrijsontwerp zijn het overwegen waard. Naast het bevorderen van geïntegreerde productie, heeft het 3D-ontwerp van de matrijs nog een ander voordeel: het maakt interferentie-inspectie eenvoudig en maakt bewegingsinterferentieanalyse mogelijk, wat een probleem oplost dat zich voordoet bij 2D-ontwerp.
Ten derde is digitale matrijstechnologie de gangbare richting geworden.
De snelle ontwikkeling van digitale matrijstechnologie in de afgelopen jaren is een effectieve manier gebleken om veel problemen bij de ontwikkeling van automobielmatrijzen op te lossen. Digitale matrijstechnologie is de toepassing van computertechnologie of computerondersteunde technologie (CAX) in het ontwerp- en productieproces van matrijzen. Samenvattend de succesvolle ervaringen van binnenlandse en buitenlandse automobielmatrijzenfabrikanten met de toepassing van computerondersteunde technologie, omvat digitale automobielmatrijstechnologie hoofdzakelijk de volgende aspecten: ① Ontwerp voor maakbaarheid (DFM), dat wil zeggen dat de maakbaarheid tijdens het ontwerp wordt overwogen en geanalyseerd om het succes van het proces te garanderen. ② Hulptechnologie voor het ontwerp van matrijsprofielen, de ontwikkeling van intelligente profielontwerptechnologie. ③ CAE ondersteunt de analyse en het stempelvormingsproces, voorspelt en lost mogelijke defecten en vormproblemen op. ④ Vervanging van het traditionele tweedimensionale ontwerp door een driedimensionaal matrijsstructuurontwerp. ⑤ Het matrijsfabricageproces maakt gebruik van CAPP-, CAM- en CAT-technologie. ⑥ Onder begeleiding van digitale technologie problemen aanpakken en oplossen die zich voordoen tijdens het proefdraaien van matrijzen en de stempelproductie.
Ten vierde, de snelle ontwikkeling van automatisering in de matrijsverwerking.
Geavanceerde bewerkingstechnologie en -apparatuur vormen een belangrijke basis voor het verbeteren van de productiviteit en het waarborgen van de productkwaliteit. Het is niet ongebruikelijk dat geavanceerde fabrikanten van automatrijzen beschikken over CNC-bewerkingsmachines met dubbele werktafels, automatische gereedschapswisselaars (ATC), foto-elektrische besturingssystemen voor automatische bewerking en online werkstukmeetsystemen. Numerieke bewerking is geëvolueerd van eenvoudige profielbewerking naar uitgebreide bewerking van profielen en structurele oppervlakken, van bewerking met gemiddelde en lage snelheid naar bewerking met hoge snelheid, en de ontwikkeling van automatiseringstechnologie verloopt zeer snel.
5. De technologie voor het stempelen van hoogwaardige staalplaten is de toekomstige ontwikkelingsrichting.
Hoogsterktestaal heeft uitstekende eigenschappen op het gebied van vloeigrens, vervormingsharding, vervormingsverdeling en botsenergieabsorptie, en het gebruik ervan in auto's blijft toenemen. Momenteel omvatten de hoogsterktestalen die in auto-onderdelen worden gebruikt voornamelijk verfgehard staal (BH-staal), tweefasig staal (DP-staal) en faseveranderingsgeïnduceerd plasticiteitsstaal (TRIP-staal). Het International Ultra Light Body Project (ULSAB) voorspelt dat 97% van de geavanceerde conceptvoertuigen (ULSAB-AVC) die in 2010 worden gelanceerd, van hoogsterktestaal zullen zijn gemaakt. Het aandeel geavanceerd hoogsterktestaal in het voertuigmateriaal zal meer dan 60% bedragen, en het aandeel tweefasig staal zal 74% van de autostaalplaten uitmaken. De zachtstaalserie die voornamelijk in IF-staal wordt gebruikt, zal bestaan uit hoogsterktestaalplaten, en hoogsterkte laaggelegeerd staal zal bestaan uit tweefasig staal en ultrahoogsterktestaalplaten. Momenteel is de toepassing van hoogwaardige staalplaten voor auto-onderdelen in China voornamelijk beperkt tot structurele onderdelen en balken, en de treksterkte van de gebruikte materialen ligt meestal onder de 500 MPa. Het snel beheersen van de stempeltechnologie voor hoogwaardige staalplaten is daarom een belangrijk probleem dat dringend moet worden opgelost in de Chinese automatrijzenindustrie.
6. Nieuwe matrijsproducten zullen te zijner tijd worden gelanceerd.
Met de ontwikkeling van hoge efficiëntie en automatisering in de automobielindustrie zal de toepassing van progressieve stempels in de productie van automobielonderdelen steeds breder worden. Vooral complexe stempelonderdelen, met name kleine en middelgrote onderdelen die volgens het traditionele proces meerdere stempels vereisen, worden steeds vaker met progressieve stempels vervaardigd. Een progressieve stempel is een hightech matrijs, die technisch complex is, een hoge productieprecisie vereist en een lange productiecyclus kent. De progressieve stempel met meerdere stations zal een van de belangrijkste matrijsproducten in ons land worden.
Ten zevende zullen vormmaterialen en oppervlaktebehandelingstechnologieën worden hergebruikt.
De kwaliteit en prestaties van matrijsmaterialen zijn belangrijke factoren die de kwaliteit, levensduur en kosten van de matrijs beïnvloeden. Naast de continue introductie van diverse koudvervormingsmatrijzen met een hoge taaiheid en slijtvastheid, vlamgeharde koudvervormingsmatrijzen en poedermetallurgische koudvervormingsmatrijzen, is het gebruik van gietijzer voor grote en middelgrote stempelmatrijzen in het buitenland de laatste jaren steeds aantrekkelijker geworden. Nodulair gietijzer heeft een goede taaiheid en slijtvastheid, goede lasbaarheid, bewerkbaarheid en oppervlakteharding, en is bovendien goedkoper dan gelegeerd gietijzer. Daarom wordt het steeds vaker gebruikt voor stempelmatrijzen in de automobielindustrie.
8. Wetenschappelijk management en informatisering vormen de ontwikkelingsrichting van matrijzenbedrijven.
Geplaatst op: 11 mei 2021