1, Материалознание: Микроскопичната война за чистота и организация
Разликите в производителността на материалите за формите са основните фактори, определящи продължителността на живота и точността на формите. Вносната формована стомана обикновено приема двоен процес на вакуумно рафиниране и електрошлаково претопяване (ESR). Типичният му представител, като немската 1.2344 (подобрена стомана H13), може да контролира съдържанието на сяра под 0,001%, а равномерността на разпределението на карбида достига степен А на стандарта ASTM E45, докато степента на сегрегация на карбида на домашната стомана H13 често надвишава стандарта 2-3 пъти. Тази микроструктурна разлика води до това, че вносната формована стомана поддържа граница на провлачване от над 800MPa при високи температури от 600 градуса, докато местните материали изпитват спад на якостта до 40% при същата температура.
В областта на пластмасовите форми японската предварително закалена стомана NAK80 е постигнала точност на полиране на огледалото от Ra0,01 μm чрез специален процес на претопяване в електрическа пещ, отговаряйки на взискателните изисквания на формите за оптични лещи. От друга страна, домашната стомана P20 е ограничена от процеса на топене и нейната полирана повърхност често има дефекти на дупки от ниво 0,05 μm, което изисква допълнителен процес на електролитно полиране и увеличава разходите.
Пропускът в технологията за термична обработка на материала също е значителен. Шведската формовъчна стомана 8407 използва градуиран процес на закаляване+криогенна обработка за контролиране на съдържанието на остатъчен аустенит в рамките на 3% и постигане на стабилност на размерите от ± 0,005 mm/100 mm. Въпреки това, поради недостатъчен контрол на процеса на охлаждане, остатъчното напрежение на произведената в страната стомана H13 може да достигне 200MPa, което води до образуване на горещи пукнатини във формата по време на леене под налягане на алуминиеви сплави, което води до намаляване на продължителността на живота с повече от 60%.
2, Производствен процес: Системно инженерство за прецизен контрол
Производството на високотехнологични форми е сложна система, която обхваща множество процеси, като обработка с ЦПУ, формоване с електрически разряд и прецизно шлайфане. В областта на формите за автомобилни брони, немските компании за производство на форми контролират точността на частите в рамките на ± 0,1 mm чрез „2 mm проект“, като ядрото е:
Обработка на връзка с пет оси: използване на Heidenhain iTNC 530 CNC система за постигане на грешка във височината на хордата По-малка или равна на 0,005 mm за обработка на повърхността на кухина
Високоскоростно електроразрядно формоване: Японската машинна машина Shadick AQ325L е съчетана с ултра-фини графитни електроди за намаляване на грапавостта на повърхността на електроразрядната обработка до Ra0,8 μm
Откриване с лазерен интерферометър: Лазерната измервателна система Renishaw XL-80 постига компенсация в реално време на точността на позициониране на машинния инструмент
От друга страна, местните компании за формоване са популяризирали три{0}}обработващи центрове, но делът на петосните машинни инструменти е по-малко от 15% и липсва пълна поддръжка на база данни за процеси. Действителният случай на домашна фабрика за автомобилни форми показва, че матрицата за арматурно табло, която обработва, изисква допълнително 0,3 mm ръчно шлифоване по време на сглобяването, което води до 20-дневно удължаване на цикъла на разработка.
В областта на формирането на микроструктура технологичните предимства на вносните форми са по-видни. Формата за циферблат на Apple Watch Ultra възприема японския център за микропроизводство Fanuc ROBODRILL, за да се постигне партидно копиране на структури на катарама с ниво 0,05 mm, докато домашните форми могат да поддържат процент на добив само от около 75% при обработка на същата структура.
3, Система за проектиране: Революция на парадигмата от опит към данни
Основната конкурентоспособност на предприятията за внос на мухъл се крие в тяхната зряла система за дигитален дизайн. Модулът за анализ на потока на матрицата, разработен от немската компания DME, може точно да предвиди поведението на запълване на стопилката в зоната с тънки- стени от 0,2 mm. Алгоритъмът му включва:
Конститутивни уравнения на ненютонови течности за 42 вида пластмасови материали
Динамичен модел на топлопренос на граничния слой
Еволюционно уравнение на тензора за ориентация на влакната
Чрез оптимизиране на формата на панела на автомобилната врата чрез тази система, отклонението на позицията на заваръчната маркировка се контролира в рамките на ± 0,5 mm, намалявайки повърхностното напрежение на продукта с 35%. Въпреки това, повечето местни компании за производство на мухъл все още разчитат на опитен дизайн. Според данните за разработване на мухъл на определена компания за домакински уреди, средният брой изпитания на мухъл без анализ на потока на мухъл е 4,2 пъти, докато броят на изпитанията на мухъл с помощта на симулационна оптимизация е намалял до 1,8 пъти.
По отношение на стандартизирания дизайн, вносните форми са образували пълна модулна система. Немската библиотека със стандартни части на HASCO съдържа 23 000 спецификации на рамки за форми, водещи колони и компоненти за горещо леене, намалявайки цикъла на проектиране на матрицата с 40%. От друга страна, в Китай нивото на стандартизация на големите форми е под 30%. Според статистиката на компания за нови енергийни превозни средства, делът на не-стандартните части в техните собствено-форми е висок до 65%, което води до 2,3-кратно увеличение на разходите за поддръжка.
4, Индустриална екология: Пропастта в съвместните иновации
Предимствата на вносната плесенна индустрия са по-отразени в цялостната екосистема. „Банка данни за технологията на мухъл“, създадена от Японската асоциация на индустрията за мухъл (JDMA), събира 3 милиона набора от параметри на процеса и предприятията могат да получат най-добрите условия за обработка на конкретни материали чрез платени заявки. Въпреки това местната индустрия за мухъл все още е в "изолиран" етап на развитие. Проучване на индустриална асоциация показва, че само 12% от предприятията имат изградени бази данни за процеси, а цикълът на актуализиране на данните надхвърля 6 месеца.
По отношение на култивирането на таланти, немските механици на формите трябва да завършат 3 години двойно професионално образование и 2 години практика в предприятието, а сертифицирането на техните умения включва:
Технология за прецизно измерване (контрол на грешката По-малко или равно на 0,002 mm)
Програмиране на машинна обработка по пет оси (оптимизиране на G-код)
Проектиране на процеса на топлинна обработка (контрол на точката на фазов преход)
Въпреки това, основните курсове по мухъл в местните професионални колежи все още се фокусират главно върху традиционната обработка. В оборудването за обучение на определен професионален колеж машинните инструменти с ЦПУ представляват по-малко от 40% и липсва реална интеграция на проекти с предприятията.
5, Път на пробив: от технологичен улов-до екологична реконструкция
Изправени пред пропуски в производителността, местните форми трябва да постигнат пробив в три аспекта:
Иновации в материалите: Разработване на стоманени форми за прахова металургия (като ASP-2030), контрол на размера на карбида в рамките на 1 μm и подобряване на устойчивостта на износване с 40%
Надграждане на процеса: Насърчаване на ултрапрецизна технология за обработка, като например използване на полиране с йонен лъч за постигане на грапавост на повърхността от Ra0,005 μm
Екологично строителство: Изграждане на платформа за сътрудничество за промишлеността, академичните среди, изследванията и приложението, като например "Mold Cloud Platform", разработена съвместно от Huawei и Huazhong University of Science and Technology, която е натрупала 100 000 набора от данни за процеси
Случаят на трансформация на местно предприятие за формоване на гуми има референтно значение: чрез въвеждането на немския петосен обработващ център DMG и независимото разработване на софтуер за анализ на потока на матрицата, точността на динамичния баланс на неговите гъвкави форми е подобрена от 0,5 mm на 0,1 mm, успешно навлизайки в системата на веригата за доставки Michelin.
