El molde es el equipo de proceso básico de la industria automotriz. Más del 90% de las piezas y componentes en la producción automotriz se moldean. Según Luo Baihui, experto en moldes, para fabricar un automóvil convencional se necesitan alrededor de 1500 moldes, de los cuales se utilizan más de 1000 moldes de estampación. En el desarrollo de nuevos modelos, el 90% del trabajo se centra en el cambio del perfil de la carrocería. Aproximadamente el 60% del costo de desarrollo de nuevos modelos se destina al desarrollo de procesos y equipos de carrocería y estampación. Alrededor del 40% del costo de fabricación de vehículos corresponde al costo de las piezas y el ensamblaje de la estampación de la carrocería.
En el desarrollo de la industria de moldes para automóviles en el país y en el extranjero, la tecnología de moldes ha mostrado las siguientes tendencias de desarrollo.
1. La simulación del proceso de estampación (CAE) es más destacada
En los últimos años, con el rápido desarrollo del software y hardware informático, la tecnología de simulación (CAE) del proceso de conformado por estampación ha adquirido una importancia cada vez mayor. En países desarrollados como Estados Unidos, Japón y Alemania, la tecnología CAE se ha convertido en una parte esencial del proceso de diseño y fabricación de moldes. Se utiliza ampliamente para predecir defectos de conformado, optimizar el proceso de estampación y la estructura del molde, mejorar la fiabilidad del diseño del molde y reducir el tiempo de prueba. Muchas empresas nacionales de moldes para automóviles también han logrado avances significativos en la aplicación de CAE, obteniendo buenos resultados. La aplicación de la tecnología CAE permite reducir considerablemente el coste de los moldes de prueba y acortar el ciclo de desarrollo de los moldes de estampación, lo que se ha convertido en un medio importante para garantizar la calidad del molde. La tecnología CAE está transformando gradualmente el diseño de moldes, pasando del diseño empírico al diseño científico.
2. Se consolida la posición del diseño 3D de moldes
El diseño tridimensional de moldes es una parte importante de la tecnología digital de moldes y la base para la integración del diseño, la fabricación y la inspección de moldes. Empresas como Toyota y General Motors de Estados Unidos han implementado el diseño tridimensional de moldes con excelentes resultados. Algunos métodos adoptados en el diseño de moldes 3D en el extranjero merecen nuestra referencia. Además de facilitar la fabricación integrada, el diseño tridimensional de moldes ofrece la ventaja de facilitar la inspección de interferencias y realizar análisis de interferencias de movimiento, lo que soluciona un problema en el diseño bidimensional.
En tercer lugar, la tecnología de moldes digitales se ha convertido en la dirección principal.
En los últimos años, el rápido desarrollo de la tecnología de moldes digitales es una forma efectiva de resolver muchos de los problemas que se enfrentan en el desarrollo de moldes para automóviles. La llamada tecnología de moldes digitales es la aplicación de la tecnología informática o tecnología asistida por computadora (CAX) en el proceso de diseño y fabricación de moldes. Resumiendo la experiencia exitosa de las empresas de moldes automotrices nacionales y extranjeras en la aplicación de la tecnología asistida por computadora, la tecnología de moldes automotrices digitales incluye principalmente los siguientes aspectos: ① Diseño para la fabricabilidad (DFM), es decir, la fabricabilidad se considera y analiza durante el diseño para garantizar el éxito del proceso. ② Tecnología auxiliar para el diseño del perfil del molde, desarrollar tecnología inteligente de diseño de perfiles. ③ CAE asiste en el análisis y el proceso de conformado de estampado, prediciendo y resolviendo posibles defectos y problemas de conformado. ④ Reemplazar el diseño bidimensional tradicional con un diseño de estructura de molde tridimensional. ⑤ El proceso de fabricación de moldes adopta la tecnología CAPP, CAM y CAT. ⑥ Bajo la guía de la tecnología digital, abordar y resolver los problemas que surgen en el proceso de prueba de moldes y producción de estampado.
En cuarto lugar, el rápido desarrollo de la automatización del procesamiento de moldes.
La tecnología y los equipos de procesamiento avanzados son fundamentales para mejorar la productividad y garantizar la calidad del producto. Es habitual que las empresas de moldes para automóviles avanzados cuenten con máquinas herramienta CNC con mesas de trabajo dobles, cambiadores automáticos de herramientas (ATC), sistemas de control fotoeléctrico para el procesamiento automático y sistemas de medición de piezas en línea. El procesamiento por control numérico ha evolucionado desde el procesamiento simple de perfiles hasta el procesamiento integral de superficies de perfiles y estructurales, desde el procesamiento a velocidad media y baja hasta el procesamiento a alta velocidad, y el desarrollo de la tecnología de automatización del procesamiento es muy rápido.
5. La tecnología de estampado de placas de acero de alta resistencia es la dirección de desarrollo futura.
El acero de alta resistencia tiene excelentes características en términos de relación de rendimiento, características de endurecimiento por deformación, capacidad de distribución de la deformación y absorción de energía de colisión, y la cantidad de uso en automóviles continúa aumentando. En la actualidad, los aceros de alta resistencia utilizados en estampados automotrices incluyen principalmente acero de endurecimiento de pintura (acero BH), acero de doble fase (acero DP) y acero de plasticidad inducida por transformación de fase (acero TRIP). El Proyecto Internacional de Carrocería Ultraligera (ULSAB) predice que el 97% del vehículo de concepto avanzado (ULSAB—AVC) lanzado en 2010 será acero de alta resistencia. La proporción de acero avanzado de alta resistencia en el material del vehículo superará el 60%, y la doble fase La proporción de acero representará el 74% de las placas de acero para automóviles. La serie de acero dulce utilizada principalmente en acero IF será la serie de placas de acero de alta resistencia, y el acero de baja aleación de alta resistencia será acero de doble fase y placa de acero de ultra alta resistencia. Actualmente, la aplicación de placas de acero de alta resistencia en autopartes nacionales se limita principalmente a piezas estructurales y vigas, y la resistencia a la tracción de los materiales utilizados suele ser inferior a 500 MPa. Por lo tanto, dominar rápidamente la tecnología de estampado de placas de acero de alta resistencia es un problema importante que debe resolverse con urgencia en la industria de moldes para automóviles de mi país.
6. Se lanzarán nuevos productos de moldes a su debido tiempo.
Con el desarrollo de la alta eficiencia y la automatización de la producción de estampado automotriz, la aplicación de matrices progresivas en la producción de piezas de estampado se extenderá. Las piezas de estampado con formas complejas, especialmente las de tamaño pequeño y mediano que requieren múltiples juegos de matrices de punzonado según el proceso tradicional, se fabrican cada vez más con matrices progresivas. La matriz progresiva es un tipo de molde de alta tecnología, técnicamente complejo, que requiere alta precisión de fabricación y tiene un largo ciclo de producción. La matriz progresiva multiestación será uno de los moldes más importantes en mi país.
Siete, se reutilizarán los materiales del molde y la tecnología de tratamiento de superficies.
La calidad y el rendimiento de los materiales de molde son factores importantes que afectan la calidad, la vida útil y el costo del molde. En los últimos años, además de la introducción continua de diversos aceros para matrices de trabajo en frío de alta tenacidad y alta resistencia al desgaste, aceros para matrices de trabajo en frío templados a la llama y aceros para matrices de trabajo en frío pulvimetalúrgicos, se ha consolidado el uso de materiales de fundición para matrices de estampación de tamaño grande y mediano en el extranjero. Preocupados por la tendencia de desarrollo, la fundición nodular presenta buena tenacidad y resistencia al desgaste, además de un buen rendimiento de soldadura, trabajabilidad y endurecimiento superficial, y su costo es menor que el de la fundición alada, por lo que se utiliza con mayor frecuencia en matrices de estampación para automóviles.
8. La gestión científica y la informatización son la dirección de desarrollo de las empresas de moldes.
Hora de publicación: 11 de mayo de 2021