Tecnología de moldes

Estrategias efectivas para acortar el ciclo de fabricación de moldes

• 2024-09-19

En la industria automotriz en rápida evolución, el ritmo de las actualizaciones de los modelos de automóviles se ha acelerado, lo que lleva a ciclos de desarrollo más cortos. El departamento de desarrollo de moldes debe realizar un análisis integral de cada etapa del desarrollo de moldes para acortar el ciclo de desarrollo y mejorar la eficiencia del desarrollo de moldes.

El desarrollo de moldes para paneles de carrocería de automóviles se puede dividir en dos etapas: diseño y fabricación. La fase de diseño incluye el diseño del troquel de estampado (SE), el diseño del diagrama DL del proceso de estampado, el análisis CAE y el diseño de compensación de la superficie del troquel, el diseño de la superficie del troquel CAM, el diseño de la estructura del troquel, el FMC, la estructura y la programación de la superficie del troquel. La fase de fabricación incluye la producción de FMC, la preparación de piezas en bruto fundidas y forjadas, el ensamblaje primario, el procesamiento secundario, el ensamblaje, el rectificado y ajuste, la depuración, la mejora de la calidad y los procesos de entrega. En el ciclo de desarrollo del molde, la fase de diseño del molde para todo el vehículo suele tardar entre 4 y 5 meses, mientras que la fase de fabricación del molde dura 12 meses. La depuración y la mejora de la calidad tardan entre 5 y 6,5 meses. Por lo tanto, mejorar la eficiencia de la fabricación de moldes es de gran importancia para acortar el ciclo de desarrollo.

Estado actual del diseño y fabricación de moldes de paneles de carrocería

En los últimos años se han producido importantes avances tecnológicos en el desarrollo de moldes para paneles de carrocería. La mayoría ya ha implementado el diseño de diagramas DL 3D, un análisis CAE de proceso integral, ha iniciado el diseño de compensación de la superficie del troquel y ha diseñado espacios libres no uniformes en las superficies del molde. El diseño sólido tridimensional se ha aplicado al diseño de estructuras de moldes, incluida la simulación de interferencia dinámica, la simulación de deslizamiento de chatarra y la simulación de línea automática de estampado.

En la fabricación de moldes, se implementó el procesamiento tridimensional (FMC), se programó completamente el procesamiento primario, se automatizó el procesamiento secundario y se promovió el enfriamiento del molde (enfriamiento de frecuencia media y enfriamiento por llama). Algunas empresas también han introducido el enfriamiento por láser y el acabado de superficies post-incendio. La fabricación de moldes ha adoptado un modo de fabricación de "un solo flujo".

Las principales razones del largo ciclo de fabricación de moldes incluyen la difícil sujeción de algunas piezas, espacios libres inadecuados entre los moldes macho y hembra, trabajo extenso de rectificado y ajuste, grietas, arrugas y recuperación elástica de algunas piezas que requieren repetidas depuraciones y rectificaciones, errores de planificación y diseño inadecuados. .

Problemas en el diseño de procesos y superficies de troqueles

1. La procesabilidad irrazonable del producto que es difícil de resolver en el proceso de estampado conduce a que las piezas no cumplan con los requisitos de calidad, lo que resulta en importantes dificultades de depuración y múltiples revisiones del molde.

2. La configuración irrazonable de los parámetros del análisis CAE o el uso de propiedades del material superiores a las utilizadas en la producción real pueden provocar desviaciones significativas entre los datos de diseño del proceso y los resultados de la depuración de fabricación, lo que resulta en una depuración repetida.

3. Los defectos en los datos del proceso o en los datos del producto parcial generan problemas que deben resolverse durante la depuración.

4. El diseño irrazonable de la holgura de la superficie del troquel conduce a extensos trabajos de rectificado y ajuste posteriores. El diseño no considera las variaciones del espesor del material durante el conformado de la pieza, la compensación de la deflexión del lecho de la máquina y el tratamiento de expansión de la pieza. Por ejemplo, el diseño del espacio libre para la matriz de embutición profunda de la cubierta superior se basa en el espesor del material, lo que resulta en una pérdida de más de 30 horas en el rectificado y ajuste completos debido al exceso de tolerancia en las áreas coloreadas.

5. Los ángulos de borde de recorte irrazonables o las rebabas en la unión del enderezamiento y el recorte a menudo provocan una depuración repetida. La falta de precisión en el despliegue de los bordes o una verificación inexacta del material de prueba conducen a trabajos de ajuste de bordes y soldadura. En algunos casos, el borde reelaborado no es vertical ni afilado y tiene espacios libres desiguales, lo que genera rebabas que requieren múltiples sesiones de depuración.

6. El diseño de la superficie del troquel no considera la necesidad de limpieza de raíces o áreas de presión extensas, lo que lleva a un trabajo importante de rectificado y ajuste.

7. La transmisión inadecuada de la información del proceso, como la falta de comprensión de los requisitos de rectificado y ajuste de varias partes del molde por parte de los instaladores o el conocimiento inadecuado de las áreas de enfriamiento por parte del personal de tratamiento de superficies, conduce a retrabajos o a un tiempo prolongado de confirmación de la información.

Optimización de los procesos de fabricación y diseño de moldes

1. El diseño de orificios de escape del molde y orificios para tornillos reduce la necesidad de que los instaladores los creen manualmente, lo que reduce el tiempo de perforación y mejora la precisión.

2. Establecer un sistema de soporte de sujeción estándar para matrices de punzonado, cuñas, deslizadores, etc. no estándar, garantiza el uso de cabezales de sujeción de proceso en el diseño para lograr programación y procesamiento unificados, mejorando así la eficiencia y precisión del procesamiento.

3. La implementación de una identificación de moldes estandarizada en bases y bloques de moldes facilita la identificación e instalación de piezas y, al mismo tiempo, ayuda en el mantenimiento.

4. Investigar parámetros de procesamiento para fresado numérico de superficies críticas para mejorar la eficiencia y precisión.

5. Ajustar la ruta de procesamiento para recortar y enderezar bloques para ahorrar tiempo y mejorar la eficiencia.

Conclusión

Con la mejora continua de las bases de datos de moldes de paneles de carrocería y la aplicación cada vez más profunda del software de análisis en combinación con la precisión mejorada del mecanizado de las máquinas herramienta, es esencial un enfoque detallado del trabajo de diseño técnico. Al abordar diversos problemas desde el principio en las etapas de diseño del producto, proceso y molde mediante validación virtual y medidas preventivas tempranas, junto con una transmisión de información eficiente, se puede reducir el tiempo de ensamblaje y mejorar la precisión de la fabricación. Esto conducirá inevitablemente a una reducción significativa del tiempo de rectificado y ajuste, a menos sesiones de depuración, al cumplimiento de los requisitos de calidad de las piezas estampadas y, en última instancia, a la consecución del objetivo de acortar el ciclo de fabricación del molde.

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