一, Основен процес и състав на цикъла на развитие на матрицата
Разработването на електронни шприцформи е системно инженерство, което интегрира проектиране, обработка, сглобяване и отстраняване на грешки. Неговият цикъл може да бъде разделен на следните четири етапа:
1. Фаза на предварително планиране и проектиране (5-20 дни)
Анализ на изискванията и демонстрация на схемата: След като клиентът предложи изискването за формата, е необходимо да се изяснят предназначението на продукта, характеристиките на материала, производствената партида и други параметри. Например калъфът за слушалки TWS трябва да отговаря на изискванията за водоустойчивост IPX7, докато рамката на смарт часовника трябва да балансира лекотата и структурната здравина. На този етап осъществимостта на дизайна се проверява чрез CAE симулация (като анализ на Moldflow). Простите форми могат да бъдат завършени в рамките на 3 дни, докато сложните форми (като многоплъзгащи форми за-леене под налягане) може да отнемат повече от 7 дни.
Детайлен дизайн и изходни чертежи: CAD/CAM софтуер (като UG, Pro/E) се използва за 3D моделиране и инженерни чертежи. Като вземем за пример умерено сложна шприцформа, която включва стотици компоненти като кухина, сърцевина, система за изливане, охладителна система и т.н., дизайнът трябва да вземе предвид структурната здравина, ефективността на охлаждане и технологията на обработка. Ако включва многостанционни прогресивни форми (като терминални щамповани форми), трябва да се вземе предвид точността на разстоянието между станциите (± 0,01 mm) и цикълът на проектиране може да бъде удължен до 10-15 дни.
2. Етап на обработка и производство (20-60 дни)
Подготовка на материала и груба механична обработка: Материалите за формите трябва да бъдат избрани според сценария на използване, като H13 стомана за гореща работа за високотемпературни среди и S136 устойчива на корозия-пластмаса стомана за прозрачни части. Материалът трябва да премине през-предварителна обработка като коване и отгряване. Коването на стомана за големи форми (като форми за автомобилни брони) може да отнеме повече от 5 дни, докато рязането на материал за малки прецизни форми може да бъде завършено за 2-3 дни. Грубата машинна обработка премахва по-голямата част от празния остатък чрез процеси като CNC фрезоване и EDM (бавно рязане с тел). Например, грубата обработка на кухината на шприцформа за корпус на телевизор изисква използването на фреза Φ 50 mm със скорост на подаване от 5000 mm/min, което отнема около 8 дни.
Полупрецизна обработка и прецизна обработка: Полупрецизната обработка се използва за коригиране на грешки при груба обработка, докато прецизната обработка постига точност на размерите и качество на повърхността. Прецизните форми (като формите за оптични лещи) изискват обработващ център с връзка с пет оси за фрезоване с дълбочина на рязане от 0,01 mm, а прецизната обработка на една кухина може да отнеме до 15 дни. Електроерозионна обработка (EDM) се използва за сложни кухини (като дълбоки и тесни канали в матриците на цилиндрите на двигателя) със скорост на обработка от около 0,5-2 mm ³/min. Кухина с дълбочина 200 мм отнема повече от 7 дни.
Специална обработка и повърхностна обработка: За микроформи (като сензорни форми MEMS) са необходими специални процеси като лазерна обработка и обработка с електронен лъч. Обработката на една микроструктура (диаметър по-малък или равен на 0,1 mm) отнема няколко часа, а специалната обработка на цялата форма може да отнеме 5 дни. Повърхностната обработка (като азотиране и покритие) може да подобри живота на формите. Процесът на йонно азотиране изисква изолация за 20-30 часа, а тестването след охлаждане отнема 2-3 дни.
3. Фаза на сглобяване и отстраняване на грешки (10-25 дни)
Сглобяване на компоненти: Сглобете обработените части в сглобка на матрица и стриктно контролирайте точността на сглобяване. Например, монтажната междина на разделителната повърхност на шприцформата трябва да бъде по-малка или равна на 0,02 mm, а хлабината между наклонената направляваща колона и плъзгача на многоплъзгащата форма трябва да се контролира в рамките на 0,01-0,03 mm. Ръчното шлайфане и регулиране може да отнеме повече от 7 дни.
Пробно формоване и оптимизиране: Проблеми като бързо изплакване, свиване и отклонение в размера често възникват по време на първото пробно формоване. Като вземем за пример формата за автомобилно табло, първата пробна форма може да изисква регулиране на налягането на впръскване (от 80MPa до 120MPa), времето за охлаждане (от 30s до 20s) и ремонт или полиране на кухината на формата. Единичният цикъл на оптимизация е около 5 дни, а сложните форми изискват 3-5 пробни форми с общо време до 15 дни.
4. Други влияещи фактори
Потвърждение и промени от клиента: Схемата на дизайна или корекциите на процеса могат да доведат до удължаване на цикъла с 10-20 дни, например, ако клиентът временно поиска матрицата да бъде съвместима с множество материали, системата от канали за поток трябва да бъде преработена.
Сътрудничество във веригата за доставки: Времето за доставка на закупени отвън части (като стандартни рамки за форми и системи за горещи канали) може да повлияе на графика. Времето за доставка на внесените системи с горещ канал може да бъде до 4-6 седмици, докато вътрешните части могат да бъдат съкратени до 1-2 седмици.
Повреда на оборудването и планиране: Престоят на петосен обработващ център може да се забави с 3-5 дни поради неизправност, а стегнатият график на оборудването, когато множество проекти се изпълняват паралелно, може да доведе до 20% -30% удължаване на времето за обработка.
2, Сравнение на циклите на развитие за различни видове форми
Етап на проектиране на типа форма, етап на обработка, етап на сглобяване и отстраняване на грешки, общ цикъл
Обикновените форми (като шприцформи за ежедневни нужди) отнемат 5-7 дни, 15-25 дни, 7-10 дни и 30-45 дни
Формите със средна сложност (като калъпи за интериорни части на автомобили) отнемат 10-15 дни, 30-50 дни, 15-20 дни и 60-90 дни
Формите с висока сложност (като формите за аерокосмически структурни компоненти) отнемат 20-30 дни, 60-100 дни, 25-40 дни и 120-180 дни
Типичен случай:
Шприцформата за вътрешната тръба на пералната машина на определено предприятие за домакински уреди (средна сложност): проектирането отнема 12 дни, обработката отнема 45 дни, отстраняването на грешки отнема 18 дни и общият цикъл е 75 дни.
Формата за горещо формоване (висока сложност) за греда против -сблъсък на вратата на определена фабрика за OEM автомобили: проектирана за 28 дни, обработвана за 90 дни, отстраняване на грешки за 35 дни, с общ цикъл от 153 дни.
3, Ключови стратегии за съкращаване на цикъла на развитие на мухъл
1. Технологичните иновации водят до подобряване на ефективността
Дигитален дизайн и симулация: използване на AI-подпомогнат дизайн (като генеративен дизайн) за автоматично оптимизиране на структурата на матрицата, съчетано с технология за виртуално пробно формоване (Virtual Tryout) за предсказване на дефекти предварително и намаляване на преработката на дизайна. След като определено предприятие въведе AI дизайн, цикълът на проектиране на матрицата беше съкратен с 40%.
Високоскоростна обработка и адитивно производство: използване на технология за високо{0}}скоростно фрезоване (HSM) за увеличаване на скоростта на рязане до 3-5 пъти по-висока от традиционната обработка; 3D печатът (като SLM метален печат) се използва за производство на конформни охлаждащи канали, което повишава ефективността на охлаждане с 50% и съкращава циклите на обработка с повече от 20 дни.
2. Оптимизиране на процеси и съвместно управление
Паралелен инженеринг: По време на фазата на проектиране доставката на материали и планирането на процеса се извършват едновременно. Например, когато 60% от 3D моделирането е завършено, може да се започне поръчка на дълготрайни -материали (като вносна стомана), което може да съкрати времето за чакане със 7-10 дни.
Интелигентно планиране на производството: Наблюдение в реално време на натоварването на оборудването чрез MES система, динамично регулиране на последователността на обработка и избягване на бездействие на оборудването. След като определена фабрика за формовъчни форми въведе интелигентно планиране, степента на използване на оборудването се увеличи от 65% на 85%, а цикълът на обработка беше съкратен с 25%.
3. Интеграция и стандартизация на веригата за доставки
Стандартизирани компоненти на формата: използване на стандартни рамки за форма и аксесоари от марки като LKM и DME за намаляване на персонализираната обработка. Например, използването на стандартна гореща система може да спести 7 дни време за проектиране и обработка.
Локализирано оформление на веригата за доставки: Установете тясно сътрудничество с околните инсталации за термична обработка и доставчици за повърхностна обработка, за да съкратите цикъла на топлинна обработка от 10 дни, възложени на външни изпълнители, на 5 дни.
