L'état actuel et la tendance de développement de la technologie des moules en Chine

La technologie de production des moules est devenue un indicateur du niveau de production d'un pays. Les moules déterminent en grande partie la qualité des produits, leur efficacité et le développement de nouveaux produits.

Avec l’entrée de la Chine dans l’OMC, l’industrie du moule est confrontée à de nouvelles opportunités et à de nouveaux défis.

Le développement de l'industrie chinoise des moules suscite de plus en plus d'intérêt. Les moules sont largement reconnus comme étant des équipements essentiels pour la production industrielle.

Dans les secteurs de l'électronique, de l'automobile et de l'électroménager, 60 à 80 % des pièces sont fabriquées à partir de moules. Les pièces fabriquées à partir de moules offrent une précision, une complexité, une cohérence et une productivité élevées, inégalées par d'autres méthodes.

Les moules sont également des « amplificateurs de bénéfices ». La valeur du produit final est souvent bien supérieure au coût du moule.

Actuellement, l'industrie mondiale du moulage génère environ 60 milliards de dollars par an. Dans les pays industrialisés comme le Japon et les États-Unis, la production de moules dépasse celle de l'industrie des machines-outils.

L'état actuel de la technologie des moules en Chine

1. Meurt

La Chine a produit des moules pour housses de voiture, notamment des moules à grande échelle. La conception et la fabrication de moules pour housses de voiture sont difficiles en raison des exigences élevées de qualité et de précision. Cela reflète le niveau avancé de la technologie des moules pour housses. Les méthodes de conception et de fabrication de la Chine sont désormais conformes aux normes internationales, et la structure et les fonctions des moules sont presque au même niveau que celles du monde entier. Cela marque un progrès significatif dans la localisation des moules pour voitures.

Cependant, des écarts subsistent en termes de qualité de fabrication, de précision, de temps de cycle et de coût par rapport aux autres pays. Les matrices progressives multipositions et les moules multifonctionnels, qui représentent une technologie de matrice avancée, sont des domaines clés sur lesquels la Chine se concentre. Il existe toujours un écart en termes de précision de fabrication, de durée de vie, de structure et de fonction des moules par rapport aux matrices progressives multipositions et aux moules multifonctionnels étrangers.

2. Moules en plastique

L’industrie chinoise des moules en plastique a fait des progrès significatifs ces dernières années.

Pour les grands moules en plastique, le pays produit désormais des moules pour coques de téléviseurs couleur de 34 pouces, des moules pour machines à laver de 6 kg, des pare-chocs d'automobiles, des tableaux de bord, etc.

Dans le domaine des moules en plastique de précision, la Chine fabrique des moules à engrenages multi-cavités à petit module, des moules d'étanchéité en plastique à 600 cavités et des moules à coupelles d'aviation à 1 moule et 2 cavités d'une épaisseur de seulement 0.08 mm. Elle produit également des moules d'extrusion complexes pour portes et fenêtres en plastique.

Les dispositifs à canaux chauds, internes et externes, sont utilisés dans de nombreux moules, certains étant dotés de systèmes à canaux chauds à pointeau très avancés qui éliminent les marques de porte. La technologie d'injection assistée par gaz est également désormais appliquée.

En ce qui concerne la précision, les cavités du moule en plastique atteignent une précision de fabrication de 0.02 à 0.05 mm, avec un écart de contact des surfaces de séparation de 0.02 mm. La déformation élastique du gabarit est limitée à 0.05 mm et la rugosité de la surface du moule est de Ra0.2 à 0.25 um.

La durée de vie des moules en plastique a atteint 1 million de cycles (contre 3 millions à l'étranger), bien que le cycle de production des moules soit encore 2 à 4 fois plus long que les normes étrangères. Dans l'ensemble, ces paramètres montrent que la Chine est toujours à la traîne par rapport aux pays étrangers en matière de technologie de moulage.

3. Moules de moulage sous pression.

La croissance rapide des industries automobile et motocycliste a stimulé les progrès de la technologie des moules de fonderie sous pression . La Chine produit désormais des moules en alliage d'aluminium pour les couvercles de cylindres de moteurs automobiles, les plaques de recouvrement, les carters de transmission, les cylindres de moteurs de motos, les carters de boîte de vitesses, les freins, les roues et les marches d'escalier mécanique. La technologie a considérablement progressé et la plupart des moules de fonderie sous pression en alliage d'aluminium destinés à ces industries sont désormais fabriqués localement.

La conception du moule nécessite une attention particulière à l'équilibre thermique, aux systèmes de coulée et aux systèmes de refroidissement. Les fabricants utilisent également des structures de tirage de noyau hydraulique et de pressurisation secondaire en fonction des exigences spécifiques. En conséquence, la qualité globale s'est considérablement améliorée. Les moules de moulage sous pression atteignent désormais une précision de fabrication de 0.02 à 0.05 mm (contre 0.01 à 0.03 mm à l'étranger). La rugosité de la surface de la cavité varie de Ra 0.4 à 0.2 μm (Ra 0.02 à 0.01 μm à l'étranger).

Les cycles de production des moules sont les suivants : 3 à 4 mois pour les moules de petite et moyenne taille, 4 à 8 mois pour les moules de complexité moyenne et 8 à 12 mois pour les moules de grande taille, soit environ le double des normes étrangères. La durée de vie typique des moules de moulage en alliage d'aluminium est de 40,000 80,000 à 100,000 80,000 cycles, certains moules dépassant les 150,000 XNUMX cycles. Dans les pays étrangers, les moules peuvent durer entre XNUMX XNUMX et XNUMX XNUMX cycles ou plus.

4. Technologie CAO/IAO/FAO de moulage

La technologie CAO/FAO pour moules révolutionne les méthodes de production traditionnelles. Elle raccourcit les cycles de conception et de fabrication, réduit les coûts et améliore la qualité des produits. Les techniciens utilisent l'informatique pour concevoir et optimiser les produits, les structures de moules, les procédés de formage, l'usinage CNC et les coûts. Les fabricants d'électroménager ont adopté de nombreux systèmes CAO/ FAO , intégré ces technologies et utilisé la simulation numérique pour les procédés de moulage. Le recours accru à l'usinage CNC a généré des avantages économiques et a permis à la Chine de développer sa technologie CAO/FAO pour moules.

Récemment, la Chine a développé des systèmes de CAO/FAO pour les matrices de poinçonnage et de découpe à l'Université Jiaotong de Shanghai, un logiciel de la série CAXA par Beijing Beihang Haier Software Co. et un système de CAO/IAO/FAO pour l'emboutissage au Jilin Jinmesh Die Engineering Research Center. Ces avancées favorisent une utilisation plus large de la technologie CAO/FAO pour les matrices. Cependant, le développement de la technologie assistée par ordinateur en Chine en est encore à ses débuts et nécessite davantage de connaissances et d'expérience.

5. Pièces standards des moules

Les pièces moulées standard raccourcissent les cycles de fabrication, améliorent la qualité et réduisent les coûts. Par conséquent, leur utilisation est en augmentation. Ces pièces comprennent des cadres d'outils d'emboutissage à froid, des cadres d'outils en plastique, des tiges de poussée et des ressorts. De nouveaux composants élastiques, tels que les ressorts à azote, ont également connu une utilisation accrue.

6. Matériaux de moulage et traitement thermique

Tendance de développement de la technologie des moules

1. La CAO/IAO/FAO des moules évolue vers l'intégration, la tridimensionnalité, l'intelligence et la mise en réseau

（1）Intégration des fonctions du logiciel de moulage

Pour intégrer les fonctions du logiciel de moulage, le logiciel doit disposer de modules fonctionnels complets. Chaque module doit adopter le même modèle de données pour permettre une gestion complète et le partage des informations. Cela prend en charge toutes les étapes de la conception, de la fabrication, de l'assemblage, de l'inspection, des tests et de la gestion de la production des moules, contribuant ainsi à obtenir des avantages optimaux.

Par exemple, les logiciels sérialisés de Delcam incluent la modélisation de géométries solides de surface, le dessin technique de formes complexes, le rendu avancé pour la conception industrielle, un système expert pour la conception de moules en plastique, la FAO de formes complexes, un système de programmation automatique pour la modélisation et la sculpture artistiques, la rétro-ingénierie et un système de mesure en ligne pour les formes complexes. Parmi les autres logiciels hautement intégrés figurent Pro/E, UG et CATIA.

（2）Conception, analyse et fabrication de moules tridimensionnels

La conception traditionnelle de moules en 2D peine à répondre aux exigences modernes de production et de technologie. La conception de moules tridimensionnels sans papier exige de nouveaux logiciels pour faciliter la conception et l'analyse intuitives. Ces modèles numériques 3D permettent l'analyse CAE, l'évaluation de la fabricabilité des moules, l'usinage CNC, les simulations de formage et le partage efficace des informations. Des logiciels comme Pro/E, UG et CATIA prennent en charge la paramétrisation, les conceptions basées sur les caractéristiques et la corrélation complète, permettant ainsi une ingénierie de moules parallèle.

Moldexpert de Cimatron, Ps-mold de Delcam et Space-E/mold de Hitachi Zosen sont des outils de conception 3D avancés pour la conception de cavités, de noyaux, de cadres et de structures de moules. Moldflow Advisers, un outil de simulation d'écoulement 3D, est très apprécié et largement utilisé. L'intelligence basée sur les connaissances du logiciel Mold est une mesure clé de son efficacité.

Le logiciel de Cimatron, par exemple, génère automatiquement des lignes de séparation, des surfaces de séparation, des noyaux et des cavités. Il assure une corrélation complète des pièces du moule, génère des listes de traitement CN et permet des réglages et une vérification intelligents du traitement.

（3）Tendance de la mise en réseau des applications logicielles de moulage

Avec la mondialisation et l'internationalisation des moules dans la concurrence, la coopération, la production et la gestion des entreprises, ainsi que le développement rapide des logiciels et de la technologie du matériel informatique : la tendance de développement des applications logicielles de moulage en réseau est de promouvoir la CAO/IAO/

（4）Tendance de la mise en réseau des applications logicielles de moulage

À mesure que les moules se mondialisent et que les industries sont confrontées à davantage de concurrence, de collaboration et de défis de gestion, la croissance rapide des logiciels et du matériel informatique entraîne des changements. Le développement de logiciels de moulage en réseau vise à intégrer la technologie CAO/IAO/FAO dans les régions, les entreprises et les instituts de recherche.

Cette réintégration des ressources techniques permet une conception virtuelle et une fabrication agile. Les États-Unis, dans leur « 21st Century Manufacturing Enterprise Strategy », prévoyaient qu’en 2006, l’industrie automobile parviendrait à une production agile et à une ingénierie virtuelle, réduisant ainsi le cycle de développement des véhicules de 40 mois à seulement 4 mois.

2. Les équipements d'inspection et de traitement des moules évoluent vers la précision, l'efficacité et la multifonctionnalité

（1）Les moisissures se développent

Les moules évoluent vers la précision, la complexité et la grande échelle, et les exigences en matière d'équipements d'inspection sont de plus en plus élevées. À l'heure actuelle, les fabricants nationaux utilisent de plus en plus de machines de mesure tricoordonnées de haute précision provenant d'Italie, des États-Unis, du Japon et d'autres pays, qui disposent de fonctions de numérisation numérique. L'ensemble du processus depuis la mesure de l'objet physique → l'établissement du modèle mathématique → la sortie du dessin technique → la fabrication du moule a été réalisé, et le développement et l'application de la technologie de rétro-ingénierie ont été réalisés avec succès.

（2）Machines-outils EDM à commande numérique

La société japonaise Sodick utilise des servomoteurs linéaires AO325L et AO550LLS-WEDM, qui présentent les avantages d'une réponse rapide de l'entraînement, d'une précision de transmission et de positionnement élevée et d'une faible déformation thermique. La société suisse Charmilles NCEDM dispose d'un contrôle adaptatif P-E3, d'un contrôle d'énergie PCE et d'un système expert de programmation automatique. En outre, certaines machines EDM utilisent également la technologie de traitement des poudres mixtes, le contrôle flou (FC) par alimentation pulsée de traitement de micro-précision et d'autres technologies.

（3）Machines-outils de fraisage à grande vitesse (HSM)

Le fraisage est un moyen important de traitement des moules à empreinte. Le fraisage à grande vitesse présente de nombreux avantages tels qu'une faible élévation de la température de la pièce, une faible force de coupe, un usinage stable, une bonne qualité d'usinage, une efficacité d'usinage élevée (5 à 10 fois supérieure à celle du fraisage ordinaire) et la capacité de traiter des matériaux durs (< 60 HRC). Par conséquent, il est de plus en plus apprécié dans le traitement des moules. Le HSM est principalement utilisé pour le traitement des moules de grande et moyenne taille, tels que les moules de couverture automobile, les moules de moulage sous pression, les grands moules en plastique et d'autres traitements de surfaces courbes.

（4）Recherche et développement d'un système de traitement automatique des moules

Avec le développement rapide de diverses nouvelles technologies, des systèmes de traitement automatique des moules sont apparus à l'étranger, ce qui constitue également l'objectif de développement à long terme de mon pays. Le système de traitement automatique des moules doit avoir les caractéristiques suivantes : une combinaison raisonnable de plusieurs machines-outils ; équipé de dispositifs de positionnement ou de plaques de positionnement associés ; une bibliothèque CNC complète de machines et d'outils ; un système de synchronisation flexible CNC complet ; et un système de surveillance et de contrôle de la qualité.

3. Large application de la technologie de moulage rapide et économique

4. Recherche sur les matériaux de moulage et la technologie de traitement de surface

Une sélection et une utilisation inappropriées des matériaux entraînent une défaillance prématurée des moules, ce qui représente plus de 45 % des défaillances des moules. Les matériaux ne représentent que 20 à 30 % du coût total des moules, mais le choix d'un acier de haute qualité et l'application d'une technologie de traitement de surface sont essentiels pour prolonger la durée de vie du moule. L'acier du moule doit subir une refusion sous laitier électrolytique pour améliorer la pureté, l'isotropie, la densité et l'uniformité. Le développement d'aciers plus performants, comme l'acier rapide en poudre issu de la métallurgie des poudres, peut également améliorer la longévité du moule.

L'acier rapide en poudre résout le problème des carbures primaires grossiers et ségrégués dans l'acier traditionnel. Ses carbures fins et uniformes éliminent la directionnalité du matériau, offrant une ténacité élevée, une excellente aptitude au meulage, une résistance à l'usure supérieure et une stabilité dimensionnelle à long terme. Cela le rend particulièrement avantageux pour les pièces de poinçonnage complexes et les moules d'emboutissage à grande vitesse. À mesure que les variétés d'acier pour moules se diversifient, le raffinement des produits et les délais de livraison plus courts deviennent des tendances clés.

Le traitement thermique et le traitement de surface sont essentiels pour maximiser les performances de l'acier moulé. Les tendances en matière de traitement thermique des moules évoluent de l'infiltration d'un seul élément à la co-infiltration de plusieurs éléments, comme la méthode TD. Les options de placage se sont élargies pour inclure TiC, TiN, TiCN, TAIN, CrN, Cr7C3 et W2C. Les méthodes de traitement thermique passent des traitements atmosphériques aux traitements sous vide, et de nouvelles techniques comme le renforcement au laser, la nitruration par ions luminescents et la galvanoplastie gagnent en importance pour la protection contre la corrosion et le renforcement.

5. Le meulage et le polissage des moules évolueront vers l'automatisation et l'intelligence

La finition de la surface des moules reste un défi majeur dans le traitement des moules. La qualité de la surface du moule a un impact significatif sur la durée de vie et l'apparence du produit. En Chine, le meulage et le polissage manuels dominent le processus. Cette méthode est inefficace, représentant environ 1/3 du cycle total de fabrication des moules. Elle nécessite également une intensité de main-d'œuvre élevée et entraîne une qualité inégale. Ces problèmes entravent l'avancement du traitement des moules en Chine.

Pour y remédier, la recherche sur des méthodes de polissage automatisées et intelligentes est essentielle pour le développement futur.

Le Japon a développé des rectifieuses à commande numérique qui automatisent le meulage et le polissage de surfaces courbes tridimensionnelles. Cependant, la forme complexe des cavités du moule limite les méthodes conventionnelles. Pour améliorer la qualité de surface, de nouvelles techniques telles que le meulage par extrusion, le polissage électrochimique, le polissage par ultrasons et le polissage composite doivent être explorées et développées.

6. L'application des pièces moulées standard deviendra de plus en plus étendue

Les pièces moulées standard raccourcissent le cycle de fabrication, améliorent la qualité et réduisent les coûts. Par conséquent, leur utilisation va s'étendre.

Premièrement, il faut établir une norme nationale unifiée et appliquer des normes de production strictes.

Deuxièmement, développer une production à grande échelle pour améliorer la qualité et réduire les coûts.

Troisièmement, augmenter les spécifications et les variétés et améliorer le réseau de vente conjoint pour un approvisionnement plus rapide.

7. La proportion de matrices de moulage sous pression, de matrices d'extrusion et de matrices de forgeage de poudre augmentera

Avec le développement de produits légers tels que les automobiles, les véhicules et les moteurs, la proportion de matrices de moulage sous pression continuera d'augmenter, et des exigences de plus en plus élevées seront imposées sur la durée de vie et la complexité des matrices de moulage sous pression. Dans le même temps, la proportion de matrices d'extrusion et de matrices de forgeage de poudre augmentera également à des degrés divers, et les exigences de précision deviendront également de plus en plus élevées.

8. Nouvelles technologies, nouveaux concepts et nouveaux modèles dans l'industrie du moulage

Voici une version réécrite avec voix active, segmentation et phrases plus courtes tout en conservant le sens original :

Le processus de formage (moulage) fait appel à plusieurs technologies. Il s'agit notamment des matrices d'emboutissage composites multifonctions, du formage superplastique et du formage de précision du plastique. Il couvre également les technologies d'injection assistée par gaz dans les moules en plastique et les canaux chauds. La technologie de moulage par injection haute pression fait également partie de ce processus.

Parallèlement, les technologies de fabrication avancées et les améliorations apportées à l'industrie du moulage ont introduit de nouveaux concepts. Il s'agit notamment de la fabrication flexible, adaptée à la production de moules monoblocs. La production allégée et l'esprit d'équipe améliorent la gestion et l'efficacité.

De nouvelles philosophies de production, telles que l'ingénierie parallèle et la fabrication virtuelle, améliorent la réactivité. La fabrication agile mondiale et la fabrication en réseau améliorent la flexibilité. L'industrie adopte largement la division du travail et la production coopérative pour les pièces standard et générales. Enfin, la conception écologique et la fabrication durable répondent aux objectifs environnementaux et de développement.

Conclusion

Voici une version réécrite de votre passage avec la voix active, des phrases plus courtes, une segmentation appropriée et le maintien du sens original :

L'industrie chinoise des moules connaît un développement rapide. Cependant, la conception, la fabrication et la normalisation de ses moules restent en retard par rapport à celles de pays développés comme l'Allemagne, les États-Unis et le Japon. Avec la mondialisation économique et la réintégration des marchés des capitaux, de la technologie et du travail, l'industrie chinoise de fabrication d'équipements est sur le point de devenir le centre mondial après son adhésion à l'OMC.

Dans la fabrication moderne, les industries dépendent de plus en plus des produits de l'industrie du moulage. Pour répondre à la demande croissante de haute précision, de délais de livraison courts et de faibles coûts, l'industrie du moulage doit adopter des technologies de fabrication avancées. Cela accélérera le progrès technologique et aidera l'industrie du moulage à répondre aux besoins urgents de divers secteurs, favorisant ainsi le développement rapide de l'industrie du moulage en Chine.