Kluczowe punkty techniczne narzędzi do formowania samochodów GMT

Termoplastyczne kompozyty wzmocnione-włóknem szklanym GMT, charakteryzujące się wyjątkowymi zaletami, takimi jak lekkość, odporność na uderzenia i możliwość recyklingu, są szeroko stosowane w dużych elementach konstrukcyjnych pojazdów nowych źródeł energii, takich jak osłony akumulatorów, osłony podwozia i moduły-przednie. W przeciwieństwie do tradycyjnego procesu formowania tłocznego termoutwardzalnego SMC, formowanie GMT wykorzystuje trasę procesu obejmującą zewnętrzne wstępne podgrzewanie materiału arkuszowego i chłodzenie formy w celu kształtowania, co nakłada specjalne wymagania na sztywność narzędzi, systemy kontroli temperatury, struktury ścinające i kompatybilność z automatyzacją. W artykule skupiono się na dużych komponentach samochodowych GMT i przedstawiono konstrukcję narzędzi do formowania termoplastycznego, kluczowe punkty kontroli temperatury, typowe problemy i odpowiadające im rozwiązania optymalizacji procesów.

 

I. Ogólna konstrukcja osprzętu roboczego (duże części samochodowe)

 

1. Korpus ramy szalunkowej

Materiał: stal hartowana P20 / 718H o twardości HRC30 - 36. Pogrubiona rama i żebra wzmacniające tył wytrzymują wysokie ciśnienie wynoszące 10 - 20 MPa i zapobiegają deformacji-form o dużych rozmiarach pod wpływem nacisku.

Powierzchnia wnęki formy jest polerowana za pomocą Ra0.8 - 1.6 μm; kąt pochylenia wynosi 3 stopnie - 5, aby zapobiec zarysowaniu powierzchni podczas rozformowywania dużych części; precyzyjne trzpienie prowadzące i tulejki prowadzące + trzpienie pozycjonujące do kontroli szczeliny zamykającej i tłumienia wypływu.

Krawędź ścinająca: Rozciągliwa pionowa konstrukcja krawędzi ścinającej, bezpośrednie ścinanie wewnątrz formy, redukujące późniejszy proces przycinania i kontrolujące grubość wypływki.

· System wyrzucania: wielo-synchroniczny wyrzut punktowy, zapobiegający wypaczeniu podczas wyrzucania-dużych części; można zintegrować z odsysaniem próżniowym w celu poprawy jakości powierzchni.

 

2. System zarządzania temperaturą [Rdzeń oprzyrządowania GMT]

Główna różnica między GMT i SMC: formy SMC są podgrzewane w sposób ciągły; Osprzęt roboczy GMT służy głównie do chłodzenia.

1. Podzielony obieg wody chłodzącej o-głębokim-otworach o wysokim przepływie (niezbędny w przypadku dużych części)

W przypadku dużych elementów o wielkości powyżej jednego metra różnice w szybkości chłodzenia przy różnych grubościach ścianek i położeniach żeber mogą łatwo spowodować naprężenia szczątkowe i odkształcenia wypaczające; stosując niezależną kontrolę temperatury z podziałem, kluczowe obszary mogą zapewniać chłodzenie konformalne, osiągając zrównoważone rozpraszanie ciepła i zapewniając stabilność wymiarową.

1. Lokalne ogrzewanie pomocnicze: Elektryczne rury grzewcze można skonfigurować w obszarze instalacji części osadzonych i obszarach grubych żeber, aby uniknąć przedwczesnego chłodzenia i niedoborów materiału.

Temperatura pracy formy: 60 - 90 stopni; Podgrzewanie wstępne poza piecem do blachy: 170 - 190 stopni, surowo zabrania się przekraczania 230 stopni, aby zapobiec degradacji matrycy PP.

3. Zautomatyzowany interfejs adaptacyjny

· Zarezerwowany interfejs obsługi materiałów dla mechanicznych bloków ograniczających pozycjonowanie ręki i arkusza;

· Zintegrowany obieg oleju i obieg powietrza; kompatybilny z prasą hydrauliczną o tonażu: 1600 - 4000t duża prasa hydrauliczna.

 

 

II. Kluczowe cechy typowych komponentów i narzędzi motoryzacyjnych GMT

 

 

Części GMT	Kluczowe punkty projektowania odzieży roboczej
Osłona zabezpieczająca akumulator	Płaska płyta o dużej-powierzchni + gęste żebra wzmacniające; chłodzenie strefowe; rama formy o wysokiej sztywności; wiele występów do instalacji; w-przycinaniu form
Osłona podwozia samochodu	Wysoki współczynnik kształtu, cienka ściana; kontrolować wypaczenie; wydech próżniowy; niski kołnierz
Przedni-wspornik modułu końcowego	Wiele osadzonych części; złożone wklęsłości i wypukłości; kontrolując przepływ materiału, chroniąc włókna przed nadmiernym ścinaniem
belka przeciwzderzeniowa-	Komponenty konstrukcyjne-o grubym przekroju; Odpowiednie utrzymanie ciśnienia; Zrównoważone chłodzenie, aby zapewnić wydajność uderzeniową

 

III. Kluczowe różnice między narzędziami GMT i narzędziami SMC

 

 

projekt	Oprzyrządowanie termoplastyczne GMT	Narzędzia termoutwardzalne SMC
Zasada formowania	Materiał arkuszowy jest wstępnie podgrzewany na zewnątrz pieca, a forma chłodzi się i zestala (fizyczna zmiana fazy)	Forma jest stale podgrzewana, a żywica podlega utwardzaniu chemicznemu i-sieciowaniu.
system kontroli temperatury	Głównie przy użyciu chłodzenia strefowego	Ogrzewanie ciągłe (gorący olej/ogrzewanie elektryczne)
cykl formowania	45-90 s	3-6 minut
recykling materiałów	Elementy można rozdrobnić i ponownie wykorzystać.	nie nadający się do recyklingu
Ryzyko niepowodzenia	Zmęczenie w cyklu zimnym i gorącym, zablokowanie dróg wodnych, zużycie krawędzi ostrza	Korozja utleniająca-w wysokiej temperaturze

 

IV. Typowe awarie-dużych narzędzi GMT i środków pozwalających uniknąć projektowania

 

Wypaczenie części, odchylenie wymiarów:Główną przyczyną jest nierównomierne chłodzenie; rozwiązania: podzielone chłodzenie, ukształtowane kanały wodne, optymalizacja różnicy grubości ścianek, rozsądny naddatek na skurcz.

Zaburzenie przepływu włókien i niewystarczająca wytrzymałość lokalna:Ograniczenie lokowania surowca; Segmentowa kontrola prędkości zamykania formy, aby zapobiec silnemu wypłukiwaniu i przemieszczaniu włókien.

Nadmierna krawędź latająca:Zwiększ sztywność ramy formy; poprawić dokładność pozycjonowania kolumn prowadzących; zoptymalizować odstęp ostrzy tnących

.Ostra krawędź szybko się zużywa:Miejscowe hartowanie hartownicze krawędzi skrawającej.

Odkształcenie rozformowujące:Wykonaj wiele synchronicznych wytłaczań i ustaw odpowiedni kąt pochylenia formy.

 

 

V. Kompletny przebieg procesu formowania GMT

Cięcie arkusza GMT → Podgrzewanie w piecu z gorącym powietrzem w temperaturze 170 - 190 stopnia → Automatyczna ręka szybko podaje materiał do wnęki przedmiotu obrabianego → Szybkie zamykanie prasy hydraulicznej → Utrzymywanie- wysokiego ciśnienia (10 - 20 MPa) → Chłodzenie i kształtowanie wewnątrz formy → Wewnętrzne ścinanie i przycinanie → Synchroniczny wyrzut → Usunięcie części i przejście do następnego cyklu.