Литье под давлением — это метод создания деталей путем вставки жидкого материала в определенную форму. Это имеет решающее значение в современном производстве, поскольку позволяет производить большие партии изделий.
В автомобильной промышленности такие детали, как приборные панели, бамперы и внутренняя отделка, невозможно изготовить без литья под давлением. Процесс литья под давлением в автомобильной промышленности позволяет производить эти компоненты.
Что такое литье под давлением в автомобилестроении?
Автомобильное литье под давлением — это процесс разработки деталей автомобиля путем впрыскивания жидких материалов в определенную форму. В автомобильной промышленности принято изготавливать сложные, но легкие детали.
Типы литья под давлением
Существует несколько видов технологий литья под давлением:
2К литье под давлением
В литье под давлением 2K два отдельных цвета или материала впрыскиваются последовательно с использованием двух совершенно разных шаблонов. Двухцветная комбинированная конструкция, требующая разных форм, может даже позволить изгиб после размещения первой детали.
Разработчики пресс-форм создают формы путем впрыскивания другой детали в готовую деталь, используя добавки, красители или краски.
Для получения конечного продукта некоторые материалы могут потребовать дальнейшего смешивания или сплавления.
Это приводит к удорожанию производственного процесса, поскольку для каждого шаблона требуются разные инструменты и детали.
Это ограничивает выбор материала, из которого изготавливаются только относительно недорогие изделия.
В результате, продукция, для которой требуются такие формы, имеет ограниченный характер, отличается высокой прочностью, но относительно низкой стоимостью.
Таким образом, гибкий производственный процесс, который проще реализовать, будет пользоваться большим спросом для создания прочных, хрупких деталей или и того, и другого. Кроме того, два материала, которые являются одинаковыми, но требуют двух разных шаблонов, могут быть введены в один построенный шаблон.
многокомпонентное формование
Переформовка — это процесс размещения еще одного слоя материала или покрытия существующего компонента или субстрата. Субстрат помещается в полость формы, а затем в форму впрыскивается материал переформовки.
Разработчики пресс-форм обеспечивают равномерную диффузию материала в полости, проектируя специальные полости. Материал для формования охлаждается и застывает на подложке. Вязкость материала, температура впрыска и давление строго контролируются в ходе этого процесса.
Вставить молдинг
Вставное формование — это процесс формования пластиковых изделий, содержащих вставки, в частности металлические вставки. Металлические вставки вставляются в полость формы, а вокруг них впрыскивается пластиковый материал.
Специалисты по литью проектируют полости вокруг вставки, чтобы они были точно размещены во время формования. После того, как они находятся в нужном положении, расплавленный пластиковый материал заливается для охлаждения и затвердевания перед сплавлением с металлической вставкой.
Это означает, что формованный пластик выступает в качестве источника сцепления с металлическими вставками, образуя прочное соединение.
Материалы, используемые в литье под давлением в автомобилестроении
Материалы, используемые в этом процессе, могут различаться в зависимости от характера работы. Обычный литьевой пластик включает ABS, который является обычным, поликарбонат, а также полипропилен. Современные армированные композиты широко используются для повышения прочности и долговечности.
Используя эти материалы, производители могут удовлетворить спрос на легкие, прочные и современные компоненты для новых транспортных средств.
Преимущества автоматического литья под давлением
Точное машиностроение и эффективность
Поскольку детали с жесткими допусками предназначены для производства методом впрыска автомобильного полимера, они минимизируют производственные ошибки и повышают эффективность. Отдельные детали производятся в соответствии с минимальными требуемыми стандартами, что улучшает весь процесс.
Высокое количество продукции и длительные производственные циклы
Этот процесс лучше всего подходит для массового производства различных деталей. Он позволяет производителям производить много деталей за короткое время и с низкими затратами. Длительное литье под давлением хорошо подходит для поддержания качества при массовом производстве.
Индивидуальные литые решения
Литье под давлением обеспечивает индивидуальные возможности для автомобильного сектора. Оно позволяет производить детали различных форм, размеров и других формованных свойств. Такая настраиваемость удовлетворяет различным потребностям современных транспортных средств, их форм и применений.
Легкий вес и электрификация транспортных средств
Другим важным преимуществом процесса впрыска является утяжеление. Оно облегчает массу компонентов, установленных в автомобиле, повышая его функциональность, топливную экономичность и производительность. Легкие детали имеют решающее значение для электромобилей и гибридных автомобилей.
Сравнение литья под давлением с альтернативными методами производства
Компрессионное формование
Этот процесс использует тепло и давление для формования материала в полости формы. Он часто используется для больших, плоских или умеренно изогнутых деталей, таких как панели кузова автомобиля и структурные компоненты.
По сравнению с литьем под давлением, он обычно медленный и не подходит для сложных геометрий. Однако он может легко обрабатывать крупные детали и армированные волокнами материалы с хорошей структурной прочностью.
чеканка
Штамповка подразумевает формовку листового металла с помощью штампа и пресса. Идеально подходит для крупносерийного производства тонких плоских деталей, таких как панели кузова автомобиля и кронштейны. Штамповка хороша для скорости и стоимости в объемах массового производства.
Однако этот метод позволяет формовать только детали простой формы и менее эффективен, чем литье под давлением, для сложных изогнутых форм или деталей различной толщины.
Применение литья под давлением в автомобильной промышленности
Литье под давлением довольно популярно для изготовления внешних деталей автомобилей, включая наружный кузов, бамперы и панели.
Он также производит блоки для систем питания, такие как корпуса аккумуляторов, и блоки для систем зрения, такие как корпуса фар и задних фонарей. Эти детали важны для производительности и безопасности автомобиля.
Полные транспортные средства и системы сидений
При изготовлении систем сидений наиболее важным компонентом являются литые под давлением компоненты сидений, такие как каркасы сидений, подушки и отделка.
В некоторых случаях этот процесс включен в производство готовых транспортных средств, например, легких электромобилей и гибридных автомобилей.
Литье под давлением в производстве медицинских и электронных изделий
В более широком смысле литье под давлением также помогает в производстве медицинских инструментов и приборов. Исходными компонентами таких приборов, содержащих литьевой пластик, являются компоненты, изготовленные из других пластиковых материалов.
Аналогичным образом литье под давлением играет важную роль в производстве электроники, где производятся цилиндрические корпуса, трубчатые соединители и детали схем.
Литье под давлением в промышленности и сельском хозяйстве
Литье под давлением также важно в промышленных и сельскохозяйственных приложениях. Оно позволяет производить прочные, жесткие детали для тяжелого оборудования, машин и инструментов. Такая гибкость позволяет литью под давлением обслуживать несколько отраслей промышленности, обеспечивая при этом качественные детали, которые эффективны, точны и надежны.
Влияние аддитивного производства на процесс литья под давлением в автомобилестроении
Что такое аддитивные технологии?
3D-печать, или Аддитивная технология, — это практика создания трехмерных структур из цифрового файла с использованием методов 3D-творчества. В этом процессе материал интегрируется, и структура строится слой за слоем.
Эта технология повышает степень сложности форм, которые она может производить. Классические методы сделали бы эти формы чрезвычайно сложными или невозможными.
3D-печать можно встретить во многих различных формах, в том числе в автомобильной промышленности. 3D-печать обычно применяется для создания прототипов, инструментов и даже для изготовления деталей.
Преимущества моделирования методом послойного наплавления при изготовлении пресс-форм
Самый большой плюс, который можно почувствовать и увидеть, это то, как быстро можно проектировать и создавать формы. Некоторые другие преимущества более выражены. Один из главных недостатков методов изготовления форм — это стоимость и время.
Другого пути, кроме использования форм, нет. Однако с помощью 3D-печати можно легко проектировать и изготавливать прототипы практически в кратчайшие сроки.
Традиционные подходы полностью перевернуты, поскольку теперь добавляется только то, что необходимо. Это более экологически безопасный подход к сокращению отходов.
Тем не менее, процесс проектирования или доработки занимает меньше времени, чем обычно. Это позволяет компаниям создавать и тестировать перепроектированные товары быстрее.
Производственные компании, использующие аддитивное производство
Многие компании используют аддитивное производство наряду с литьем под давлением. Nicolet Plastics создает прототипы форм с помощью 3D-печати, что помогает им тестировать конструкции перед началом крупномасштабного производства.
Sare Plastics также использует 3D-печать для производства форм. Эти формы используются для мелкосерийного производства и деталей, изготавливаемых по индивидуальному заказу. Эти фирмы пользуются преимуществами быстрого производства и стоимости, обеспечивая при этом превосходное качество.
DFM в литье под давлением в автомобилестроении
Роль DFM в литье под давлением
DFM является одним из важнейших соображений в литье под давлением автомобилей. Он касается производства компонентов путем их проектирования с целью обеспечения экономичности производства.
DFM, безусловно, помогает предотвратить производственные проблемы, сократить процент брака и снизить себестоимость производства.
В целом можно предположить, что компоненты, спроектированные с учетом технологичности, достигают большей рентабельности и являются более надежными.
Процессы DFM определяют оборудование и материалы, используемые при производстве детали, а также требования, которые должны быть выполнены.
Факторы DFM для автомобилей
При использовании DFM необходимо учитывать и некоторые факторы, характерные для автомобильной промышленности.
Например, важным фактором является геометрия изготавливаемых деталей. Она должна быть спроектирована так, чтобы избежать подрезов, а деталь можно было легко извлечь из формы.
Компоненты с различной толщиной стенок, скорее всего, выйдут из строя из-за коробления и других проблем с материалом, поэтому необходима равномерная толщина. Выбор материала также важен с точки зрения прочности, долговечности и стоимости.
Кроме того, конструкция компонента должна обеспечивать возможность литья под давлением с использованием литых деталей, что повышает эффективность производства.
Такие элементы, как встроенные защелкивающиеся зажимы, внутренние ребра и внешние выступы, можно использовать для усиления деталей без усложнения конструкции или увеличения затрат.
DFM также подразумевает знание общей технологии для максимально быстрого и экономически эффективного производства деталей.
Материалы для литья под давлением в автомобильной промышленности
В литье под давлением в автомобилестроении используются различные материалы для удовлетворения конкретных потребностей. Полипропилен, АБС и поликарбонаты являются наиболее распространенными пластиками. Эти пластики относительно недорогие, легкие и очень прочные.
Они идеально подходят для многих автомобильных компонентов. Используются передовые материалы, такие как стеклонаполненный нейлон, армированный углеродным волокном пластик и армированные композиты.
Эти материалы обладают большей прочностью, термостойкостью и ударопрочностью, что делает их пригодными для использования в автомобильных компонентах высокого класса.
Новый передовой выбор материалов должен поддерживать существующие решения, и этот уровень экспертизы и знаний должен быть достигнут. Это означает, что должны быть на месте правильные, доступные альтернативы.
Эксперты по автомобильным материалам знают характеристики различных материалов и имеют опыт работы со специалистами в области материаловедения.
Это еще больше повышает производительность автомобиля. Специалисты по материалам помогают производителям соблюдать нормы безопасности, устойчивости и охраны окружающей среды.
Исследования случаев литья под давлением в автомобильной промышленности
Примеры успешно реализованных проектов, которые использовались в качестве моделей многими поставщиками автозапчастей.
В автомобильном литье под давлением есть несколько успешных проектов, которые демонстрируют, как работать с термопластичными полимерами и композитами. Один из этих случаев исследует разработку легких материалов для внутренних компонентов электромобилей.
Основной задачей было снижение веса при сохранении номинальных требований безопасности и прочности.
Новые материалы, такие как армированный углеродным волокном пластик, смогли решить эту проблему. Улучшение материалов позволило добиться превосходной производительности при минимизации чистого веса автомобиля.
Было сложно производить Z-печатные изделия с жесткими допусками. Ответом стала способность литья под давлением 2K объединять несколько соединений в одну деталь, что позволяло производить все компоненты с высокой точностью.
Результатом является повышение производительности и снижение производственных затрат. Оба примера демонстрируют, как развитие технологии литья под давлением приводит к победным результатам.
Вывод
Перспективы автомобильного сектора в отношении литья под давлением выглядят многообещающими. Новые материалы и технологии продолжат повышать эффективность и производительность.
По мере внедрения в автомобили более сложных конструкций рынок высококачественных компонентов будет расширяться. Сотрудничество с опытными поставщиками поможет обеспечить ожидаемое качество и инновации по конкурентоспособным ценам.
