Содержание
Технология производства пресс-форм стала индикатором уровня производства страны. Пресс-формы во многом определяют качество продукции, эффективность и разработку новых продуктов.
Со вступлением Китая в ВТО отрасль производства пресс-форм сталкивается с новыми возможностями и вызовами.
Развитие индустрии пресс-форм в Китае привлекло больше внимания. Пресс-формы широко признаны необходимым оборудованием для промышленного производства.
В таких отраслях, как электроника, автомобилестроение и бытовая техника, от 60% до 80% деталей изготавливаются с помощью пресс-форм. Детали, изготовленные с помощью пресс-форм, обеспечивают высокую точность, сложность, последовательность и производительность, не имеющие себе равных среди других методов.
Формы также являются «усилителями преимуществ». Стоимость конечного продукта часто намного превышает стоимость формы.
В настоящее время мировая индустрия пресс-форм ежегодно генерирует около $60 млрд. В промышленно развитых странах, таких как Япония и США, объем производства пресс-форм превышает объем производства станкостроительной промышленности.
Текущее состояние технологии литья под давлением в Китае
1. Плашки
Китай произвел несколько штампов для автомобильных чехлов, в качестве показательного примера можно привести крупномасштабные штампы для чехлов. Проектирование и изготовление штампов для автомобильных чехлов является сложной задачей из-за высоких требований к качеству и точности. Это отражает передовой уровень технологии штампов для чехлов. Методы проектирования и производства в Китае теперь соответствуют международным стандартам, а структура и функции пресс-формы практически соответствуют мировым уровням. Это знаменует собой значительный прогресс в локализации пресс-форм для автомобилей.
Однако разрывы в качестве производства, точности, времени цикла и стоимости по сравнению с другими странами сохраняются. Многопозиционные прогрессивные штампы и многофункциональные пресс-формы, которые представляют собой передовую технологию штампов, являются ключевыми областями внимания для Китая. По-прежнему существует разрыв в точности производства, сроке службы, структуре пресс-формы и функции по сравнению с зарубежными многопозиционными прогрессивными штампами и многофункциональными пресс-формами.
2. Пластиковые формы
За последние годы китайская индустрия производства пластиковых форм достигла значительных успехов.
Что касается крупных пластиковых форм, то в стране сейчас производятся формы для корпусов 34-дюймовых цветных телевизоров, формы для 6-килограммовых стиральных машин, автомобильных бамперов, приборных панелей и многого другого.
В области точных пластиковых форм Китай производит многогнездные маломодульные формы для зубчатых передач, 600-гнездные пластиковые уплотнительные формы и 1-формовые 2-гнездные авиационные формы для чашек толщиной всего 0.08 мм. Они также производят сложные экструзионные формы для пластиковых дверей и окон.
Устройства с горячими литниками, как внутренние, так и внешние, используются во многих пресс-формах, некоторые из которых оснащены передовыми системами с игольчатыми клапанами, которые устраняют следы от литников. Технология впрыска с помощью газа также теперь применяется.
Что касается точности, то точность изготовления полостей пластиковых форм составляет 0.02~0.05 мм, при этом зазор контакта разделяющих поверхностей составляет 0.02 мм. Упругая деформация шаблона ограничена 0.05 мм, а шероховатость поверхности формы составляет Ra0.2~0.25 мкм.
Срок службы пластиковой формы достиг 1 миллиона циклов (по сравнению с 3 миллионами за рубежом), хотя цикл производства формы все еще в 2~4 раза дольше зарубежных стандартов. В целом эти параметры показывают, что Китай все еще отстает от зарубежных стран в технологии in-mold.
3. Формы для литья под давлением.
Быстрый рост автомобильной и мотоциклетной промышленности стимулировал развитие технологий литья под давлением . В настоящее время Китай производит литейные формы из алюминиевых сплавов для крышек цилиндров автомобильных двигателей, крышек, корпусов трансмиссий, цилиндров мотоциклетных двигателей, корпусов коробок передач, тормозов, колес и ступеней эскалаторов. Технология значительно улучшилась, и большинство литейных форм из алюминиевых сплавов для этих отраслей промышленности теперь производятся внутри страны.
Проектирование пресс-формы требует тщательного внимания к тепловому балансу, системам заливки и системам охлаждения. Производители также используют гидравлические стержневые вытягивающие и вторичные конструкции давления на основе конкретных требований. В результате общее качество значительно улучшилось. Литейные пресс-формы теперь достигают точности изготовления 0.02–0.05 мм (по сравнению с 0.01–0.03 мм за рубежом). Шероховатость поверхности полости колеблется в диапазоне Ra 0.4–0.2 мкм (Ra 0.02–0.01 мкм за рубежом).
Циклы производства пресс-форм следующие: 3–4 месяца для малых и средних пресс-форм, 4–8 месяцев для средне-сложных пресс-форм и 8–12 месяцев для больших пресс-форм, что примерно в два раза больше по сравнению с зарубежными стандартами. Типичный срок службы пресс-форм для литья алюминиевых сплавов составляет от 40,000 80,000 до 100,000 80,000 циклов, а некоторые пресс-формы превышают 150,000 XNUMX циклов. За рубежом пресс-формы могут служить от XNUMX XNUMX до XNUMX XNUMX циклов и более.
4. Технология CAD/CAE/CAM для литья под давлением
Технология CAD/CAE/CAM для изготовления пресс-форм преобразует традиционные методы производства пресс-форм. Она сокращает циклы проектирования и производства, снижает затраты и повышает качество продукции. Специалисты используют компьютеры для проектирования и оптимизации изделий, конструкций пресс-форм, процессов формования, обработки на станках с ЧПУ и затрат. Производители бытовой техники внедрили множество систем CAD/CAM , интегрировали CAD/CAM и используют CAE для моделирования процессов формования. Расширение использования обработки на станках с ЧПУ привело к экономическим выгодам и развитию китайской технологии CAD/CAE/CAM для изготовления пресс-форм.
Недавно Китай разработал системы CAD/CAM для штамповочных и режущих штампов в Шанхайском университете Цзяотун, программное обеспечение серии CAXA от Beijing Beihang Haier Software Co. и систему штамповки CAD/CAE/CAM в Научно-исследовательском центре по проектированию штампов Jilin Jinmesh. Эти достижения поддерживают более широкое использование технологии CAD/CAM для штампов. Однако развитие компьютерных технологий в Китае все еще находится на ранних стадиях и требует больше знаний и опыта.
5. Стандартные детали пресс-форм
Стандартные детали пресс-формы сокращают производственные циклы, улучшают качество и снижают затраты. В результате их использование растет. К таким деталям относятся рамки штампов холодной штамповки, рамки штампов из пластика, толкатели и пружины. Новые эластичные компоненты, такие как азотные пружины, также получили более широкое применение.
6. Материалы форм и термическая обработка
Качество, производительность, разнообразие и своевременная поставка материала для пресс-формы напрямую влияют на качество пресс-формы, срок ее службы и экономические выгоды. Недавно некоторые китайские производители стали для пресс-форм внедрили современное оборудование, улучшив характеристики и качество отечественных сталей для пресс-форм. Однако ассортимент отечественных сталей для пресс-форм остается неполным, с такими проблемами, как слишком много разновидностей и незаконченная продукция.
Необходимы дальнейшие исследования серий материалов для формовочных форм, используемых в стекле, керамике, огнеупорном кирпиче и напольной плитке. Термическая обработка форм играет решающую роль в обеспечении эксплуатационных характеристик стали форм. Многие отечественные компании по-прежнему используют соляные плавильные или электрические печи для закалки. Ненадлежащее выполнение процессов термообработки приводит к нестабильному качеству, что влияет на срок службы формы. Однако вакуумные печи термообработки становятся все более распространенными в производстве форм.
Тенденция развития технологии пресс-форм
1. CAD/CAE/CAM для пресс-форм развивается в направлении интеграции, трехмерности, интеллекта и сетевого взаимодействия.
（1）Интеграция функций программного обеспечения пресс-формы
Для интеграции функций программного обеспечения пресс-формы программное обеспечение должно иметь полные функциональные модули. Каждый модуль должен использовать одну и ту же модель данных для обеспечения комплексного управления и обмена информацией. Это поддерживает все этапы проектирования пресс-формы, производства, сборки, проверки, тестирования и управления производством, помогая достичь оптимальных преимуществ.
Например, серийное программное обеспечение Delcam включает моделирование твердой геометрии поверхности, инженерное черчение сложной формы, расширенный рендеринг для промышленного дизайна, экспертную систему для проектирования пластиковых форм, CAM сложной формы, автоматическую систему программирования для художественного моделирования и резьбы, обратное проектирование и онлайн-систему измерения для сложных форм. Другое высокоинтегрированное программное обеспечение включает Pro/E, UG и CATIA.
（2）Проектирование, анализ и изготовление трехмерной пресс-формы
Традиционное 2D-проектирование пресс-форм не может соответствовать современным производственным и технологическим требованиям. Трехмерное, безбумажное проектирование пресс-форм требует нового программного обеспечения для упрощения интуитивного проектирования и анализа. Эти 3D-цифровые модели позволяют проводить анализ CAE, оценку технологичности пресс-форм, обработку на станках с ЧПУ, моделирование формования и эффективный обмен информацией. Такое программное обеспечение, как Pro/E, UG и CATIA, поддерживает параметризацию, проектирование на основе функций и полную корреляцию, что позволяет параллельно проектировать пресс-формы.
Moldexpert от Cimatron, Ps-mold от Delcam и Space-E/mold от Hitachi Zosen — это передовые инструменты 3D-проектирования для проектирования полостей пресс-форм, сердечников, рам и структур. Moldflow Advisers, инструмент 3D-моделирования потока, высоко ценится и широко используется. Интеллектуальность программного обеспечения Mold, основанная на знаниях, является ключевым показателем его эффективности.
Например, программное обеспечение Cimatron автоматически генерирует линии разъема, поверхности разъема, стержни и полости. Оно обеспечивает полную корреляцию деталей пресс-формы, генерирует списки обработки ЧПУ и позволяет выполнять интеллектуальные настройки обработки и проверку.
（3）Тенденция сетевого применения программного обеспечения для пресс-форм
С глобализацией и интернационализацией пресс-форм в корпоративной конкуренции, сотрудничестве, производстве и управлении, а также быстрым развитием компьютерного программного обеспечения и аппаратных технологий: тенденция развития сетевых программных приложений для пресс-форм заключается в продвижении CAD/CAE/
（4）Тенденция сетевого применения программного обеспечения для пресс-форм
Поскольку пресс-формы глобализируются, а отрасли сталкиваются с растущей конкуренцией, сотрудничеством и проблемами управления, быстрый рост компьютерного программного обеспечения и оборудования приводит к изменениям. Разработка программного обеспечения для сетевых пресс-форм направлена на интеграцию технологий CAD/CAE/CAM в регионах, компаниях и научно-исследовательских институтах.
Эта реинтеграция технических ресурсов позволяет осуществлять виртуальное проектирование и гибкое производство. Соединенные Штаты в своей «Стратегии производственного предприятия 21-го века» предсказали, что к 2006 году автомобильная промышленность достигнет гибкого производства и виртуального проектирования, сократив цикл разработки транспортного средства с 40 месяцев до всего лишь 4 месяцев.
2. Оборудование для контроля и обработки пресс-форм развивается в сторону точности, эффективности и многофункциональности.
（1）Развиваются плесень
Пресс-формы развиваются в сторону точности, сложности и масштабности, и требования к контрольному оборудованию становятся все выше и выше. В настоящее время отечественные производители используют более высокоточные трехкоординатные измерительные машины из Италии, США, Японии и других стран, которые имеют функции цифрового сканирования. Реализован весь процесс от измерения физического объекта → создания математической модели → вывода инженерного чертежа → изготовления пресс-формы, а также успешно реализована разработка и применение технологии обратного проектирования.
（2）Электроэрозионные станки с ЧПУ
Sodick из Японии использует линейный сервопривод AO325L и AO550LLS-WEDM, которые обладают такими преимуществами, как быстрый отклик привода, высокая точность передачи и позиционирования, а также небольшая тепловая деформация. NCEDM из Charmilles из Швейцарии имеет адаптивное управление P-E3, управление энергией PCE и автоматическую экспертную систему программирования. Кроме того, некоторые EDM также используют технологию обработки смешанного порошка, нечеткое управление (FC) импульсного источника питания с микропрецизионной обработкой и другие технологии.
（3）Высокоскоростные фрезерные станки (HSM)
Фрезерование является важным средством обработки полостей пресс-форм. Высокоскоростное фрезерование имеет много преимуществ, таких как низкий подъем температуры заготовки, небольшое усилие резания, стабильная обработка, хорошее качество обработки, высокая эффективность обработки (в 5-10 раз выше, чем у обычного фрезерования) и возможность обработки твердых материалов (<60HRC). Поэтому оно все больше ценится в обработке пресс-форм. HSM в основном используется для обработки пресс-форм больших и средних размеров, таких как пресс-формы для автомобильных крышек, пресс-формы для литья под давлением, большие пластиковые пресс-формы и другая обработка криволинейных поверхностей.
（4）Исследования и разработки системы автоматической обработки пресс-форм
С быстрым развитием различных новых технологий за рубежом появились системы автоматической обработки пресс-форм, что также является долгосрочной целью развития моей страны. Система автоматической обработки пресс-форм должна иметь следующие характеристики: разумное сочетание нескольких станков; оснащение сопутствующими позиционирующими приспособлениями или позиционирующими пластинами; полная библиотека станков и инструментов ЧПУ; полная гибкая система синхронизации ЧПУ; и система мониторинга и контроля качества.
3. Широкое применение технологии быстрого и экономичного формования
Сокращение цикла разработки продукта помогает компаниям побеждать на рынке. По сравнению с традиционной обработкой пресс-форм, технология быстрого формования обеспечивает более короткий цикл и более низкую стоимость. Она также отвечает производственным требованиям по точности и сроку службы, обеспечивая значительные экономические выгоды.
Технология быстрого прототипирования (RPM) объединяет прецизионное оборудование, компьютерные системы, технологию ЧПУ, лазерное литье и материаловедение. Это один из самых передовых методов изготовления пресс-форм и деталей. Технология RPM может использоваться напрямую или косвенно при изготовлении пресс-форм. Она экономически эффективна, быстра и умеренно точна. RPM сокращает время проектирования и производства пресс-форм всего до одной трети от традиционных методов и снижает затраты примерно на 75%.
Мы живем в эпоху мелкосерийного, многовариантного производства. К следующему столетию эта модель будет составлять более 75% промышленного производства. Срок службы продукции короткий, а ассортимент быстро меняется. Это требует быстрых циклов производства пресс-форм. Следовательно, спрос на быстрые, экономически эффективные пресс-формы продолжает расти.
Примерами служат формы из сверхпластичных материалов (эпоксидная смола, полиэстер), заполненные металлическим порошком формы и формы из сплавов с температурой плавления ниже средней. Другие формы, такие как формы для распыления, формы для гальванопластики и керамические прецизионные формы, также будут расти. Быстросменные основания форм и пуансоны также на подъеме. Кроме того, новые устройства для смены форм, а также роботизированные испытания форм будут продолжать совершенствоваться.
4. Исследования материалов форм и технологий обработки поверхности
Неправильный выбор и использование материала приводит к преждевременному выходу из строя пресс-форм, что составляет более 45% отказов пресс-форм. Материалы составляют всего 20%–30% от общей стоимости пресс-форм, но выбор высококачественной стали и применение технологии обработки поверхности имеют решающее значение для продления срока службы пресс-форм. Сталь для пресс-форм должна подвергаться электрошлаковому переплаву для повышения чистоты, изотропности, плотности и однородности. Разработка сталей с более высокими эксплуатационными характеристиками, таких как порошковая быстрорежущая сталь из порошковой металлургии, также может повысить долговечность пресс-форм.
Порошковая быстрорежущая сталь решает проблему грубых и сегрегированных первичных карбидов в традиционной стали. Ее мелкие, однородные карбиды устраняют направленность материала, обеспечивая высокую прочность, отличную шлифуемость, превосходную износостойкость и долговременную размерную стабильность. Это делает ее особенно выгодной для сложных штампованных деталей и высокоскоростных штамповочных форм. Поскольку сорта стали для форм становятся разнообразнее, ключевыми тенденциями становятся улучшение продукции и сокращение сроков поставки.
Термическая обработка и обработка поверхности имеют решающее значение для максимизации производительности стали пресс-формы. Тенденции в термической обработке пресс-форм смещаются от одноэлементной инфильтрации к многоэлементной совместной инфильтрации, такой как метод TD. Варианты покрытия расширились и включают TiC, TiN, TiCN, TAIN, CrN, Cr7C3 и W2C. Методы термической обработки переходят от атмосферной к вакуумной обработке, и новые методы, такие как лазерное упрочнение, азотирование тлеющими ионами и гальванопокрытие, приобретают значение для защиты от коррозии и упрочнения.
5. Шлифовка и полировка пресс-форм будут развиваться в направлении автоматизации и интеллекта.
Отделка поверхности пресс-формы остается ключевой проблемой в обработке пресс-форм. Качество поверхности пресс-формы существенно влияет на срок службы и внешний вид продукта. В Китае в этом процессе доминируют ручная шлифовка и полировка. Этот метод неэффективен, составляя около 1/3 от общего цикла изготовления пресс-формы. Он также требует высокой трудоемкости и приводит к нестабильному качеству. Эти проблемы сдерживают развитие обработки пресс-форм в Китае.
Для решения этой проблемы необходимы исследования в области автоматизированных и интеллектуальных методов полировки для дальнейшего развития.
Япония разработала шлифовальные станки с ЧПУ, которые автоматизируют шлифовку и полировку трехмерных криволинейных поверхностей. Однако сложная форма полостей пресс-форм ограничивает традиционные методы. Для улучшения качества поверхности необходимо исследовать и разрабатывать новые методы, такие как экструзионная шлифовка, электрохимическая полировка, ультразвуковая полировка и композитная полировка.
6. Применение стандартных деталей пресс-форм будет становиться все более и более обширным.
Стандартные детали Mold сокращают цикл производства, повышают качество и снижают затраты. В результате их применение будет расширяться.
Во-первых, необходимо установить единый национальный стандарт и обеспечить соблюдение строгих стандартов производства.
Во-вторых, организовать крупномасштабное производство для повышения качества и снижения затрат.
В-третьих, расширить спецификации и ассортимент, а также улучшить совместную сеть продаж для более быстрых поставок.
7. Доля штампов для литья под давлением, экструзионных штампов и штампов для порошковой штамповки увеличится.
С развитием легких изделий, таких как автомобили, транспортные средства и двигатели, доля литьевых штампов будет продолжать расти, и все более высокие требования будут предъявляться к сроку службы и сложности литьевых штампов. В то же время, доля экструзионных штампов и штампов для порошковой ковки также будет увеличиваться в разной степени, и требования к точности также будут становиться все выше и выше.
8. Новые технологии, новые концепции и новые модели в индустрии пресс-форм
Вот переписанная версия с активным залогом, сегментацией и более короткими фразами, при этом сохраняется исходный смысл:
Процесс формования (литья) включает несколько технологий. К ним относятся многофункциональные композитные штамповочные штампы, сверхпластичное формование и прецизионное формование пластика. Он также охватывает технологии литья под давлением и горячеканальные технологии. Технология литья под высоким давлением также является частью этого процесса.
Между тем, передовые технологии производства и усовершенствования в индустрии пресс-форм ввели новые концепции. К ним относятся гибкое производство, которое подходит для производства единичных пресс-форм. Бережливое производство и командный дух повышают управление и эффективность.
Новые производственные философии, такие как параллельное проектирование и виртуальное производство, повышают быстроту реагирования. Глобальное гибкое производство и сетевое производство повышают гибкость. Отрасль широко использует разделение труда и кооперативное производство для стандартных и общих деталей. Наконец, экологичное проектирование и устойчивое производство отвечают целям охраны окружающей среды и развития.
Заключение
Вот переписанная версия вашего отрывка с активным залогом, более короткими фразами, правильной сегментацией и сохранением исходного смысла:
Китайская индустрия пресс-форм стремительно развивается. Однако ее общая разработка пресс-форм, их производство и стандартизация все еще отстают от развитых стран, таких как Германия, США и Япония. С экономической глобализацией и реинтеграцией рынков капитала, технологий и труда китайская индустрия производства оборудования должна стать мировым центром после вступления в ВТО.
В современном производстве отрасли все больше полагаются на продукцию пресс-форм. Чтобы удовлетворить растущий спрос на высокую точность, короткие сроки поставки и низкие затраты, пресс-формам необходимо внедрять передовые технологии производства. Это ускорит технологический прогресс и поможет пресс-формам удовлетворить неотложные потребности различных секторов, что станет движущей силой скачкообразного развития пресс-форм в Китае.
FAQ:
Пресс-формы играют важнейшую роль в производстве, определяя качество продукции, эффективность и разработку новых продуктов. Они необходимы для производства высокоточных и сложных деталей в таких отраслях, как электроника, автомобилестроение и бытовая техника.
Китайская индустрия производства пресс-форм значительно выросла, достигнув значительного прогресса в производстве пресс-форм для пластмасс, литья под давлением и автомобильной промышленности. Однако она по-прежнему сталкивается с проблемами в таких областях, как качество пресс-форм, точность и производственные циклы, по сравнению с мировыми стандартами.
Пресс-формы широко используются при производстве деталей для автомобилей, потребительской электроники, бытовой техники и многих других промышленных товаров. В этих отраслях от 60% до 80% деталей изготавливаются с помощью пресс-форм, обеспечивающих высокую точность, стабильность и производительность.
Китай добился значительного прогресса в производстве высококачественных пластиковых форм, форм для литья под давлением из алюминиевых сплавов для автомобильных деталей и сложных форм для прецизионных изделий. В отрасли также внедрены технологии CAD/CAE/CAM для сокращения сроков производства и повышения качества пресс-форм.
Несмотря на прогресс, китайская индустрия производства пресс-форм по-прежнему отстает от международных стандартов в таких областях, как точность изготовления, продолжительность цикла и долговечность пресс-форм, особенно это касается многопозиционных последовательных пресс-форм и многофункциональных пресс-форм.
Технологии CAD/CAE/CAM произвели революцию в проектировании и производстве пресс-форм в Китае. Они сократили циклы проектирования, снизили затраты и повысили качество продукции благодаря передовым возможностям моделирования и обработки на станках с ЧПУ.
Сочетание быстрого прототипирования и литья позволяет производителям быстро изготавливать прототипы и формы, сокращая затраты и сроки производства. Эта интеграция также позволяет вносить изменения в CAD-модели в режиме реального времени, повышая точность и эффективность.
Технологии производства пресс-форм развиваются в сторону интеграции, трёхмерного проектирования, интеллектуальных технологий и сетевых технологий. Программные решения становятся всё более совершенными, обеспечивая полную интеграцию процессов проектирования, производства и тестирования пресс-форм. Кроме того, всё больше внимания уделяется точности, эффективности и многофункциональности оборудования для производства пресс-форм.
Китай добился значительных успехов в повышении качества и разнообразия материалов для пресс-форм, благодаря достижениям в разработке сталей для пресс-форм и технологий термической обработки. Однако ассортимент доступных материалов по-прежнему ограничен, и существует необходимость в дальнейшем развитии специальных материалов для различных промышленных применений.
Автоматизация приобретает всё большее значение в производстве пресс-форм благодаря развитию станков с ЧПУ, высокоскоростного фрезерования и робототехнических систем. Автоматизированные процессы повышают точность, снижают трудозатраты и повышают общую эффективность производства пресс-форм.
Соломон Янг — профессионал в производственной отрасли с обширным опытом работы в производстве электронных, механических и промышленных компонентов. Занимая различные должности в американских и тайваньских производственных компаниях, он приобрел всестороннее понимание производственных процессов, управления производством, контроля качества и операций в глобальных цепочках поставок.
Обладая опытом в развитии бизнеса, организации продаж, международной торговле, управлении взаимоотношениями с клиентами и поддержке инженерных проектов, Соломон сочетает технические знания с коммерческой стратегией для предоставления инновационных и экономически эффективных производственных решений. Он увлечен передовыми производственными технологиями, совершенствованием процессов и непрерывным профессиональным ростом, твердо привержен созданию ценности для клиентов и партнеров по всему миру.
