一, procés bàsic i composició del cicle del desenvolupament del motlle
El desenvolupament de motlles d'injecció electrònica és una enginyeria de sistemes que integra disseny, processament, muntatge i depuració. El seu cicle es pot dividir en les quatre etapes següents:
1. Fase prèvia a la planificació i disseny (5-20 dies)
Anàlisi de requisits i demostració de l'esquema: després que el client proposi el requisit del motlle, cal aclarir la finalitat del producte, les característiques del material, el lot de producció i altres paràmetres. Per exemple, la funda dels auriculars TWS ha de tenir en compte els requisits impermeables IPX7, mentre que el marc del rellotge intel·ligent ha d'equilibrar la lleugeresa i la resistència estructural. En aquesta etapa, es verifica la viabilitat del disseny mitjançant simulació CAE (com ara l'anàlisi de Moldflow). Els motlles simples es poden completar en un termini de 3 dies, mentre que els motlles complexos (com els motlles de fosa-multi-diapositiva) poden trigar més de 7 dies.
Disseny detallat i sortida de dibuix: el programari CAD/CAM (com ara UG, Pro/E) s'utilitza per al modelatge 3D i el dibuix d'enginyeria. Prenent com a exemple un motlle d'injecció de complexitat moderada, que inclou centenars de components com ara cavitat, nucli, sistema d'abocament, sistema de refrigeració, etc., el disseny ha de tenir en compte la resistència estructural, l'eficiència de refrigeració i la tecnologia de processament. Si es tracta de motlles progressius de diverses estacions (com ara motlles d'estampació de terminals), s'ha de tenir en compte la precisió de l'espaiat entre estacions (± 0,01 mm) i el cicle de disseny es pot ampliar a 10-15 dies.
2. Fase de processament i fabricació (20-60 dies)
Preparació del material i mecanitzat en brut: els materials del motlle s'han de seleccionar segons l'escenari d'ús, com ara l'acer de motlle de treball en calent H13 per a entorns d'alta temperatura i l'acer de motlle de plàstic resistent a la corrosió S136-per a peces transparents. El material s'ha de sotmetre a un pre-tractament, com ara la forja i el recuit. La forja d'acer per a motlles grans (com els motlles de para-xocs de cotxes) pot trigar més de 5 dies, mentre que el tall de material per a motlles de precisió petits es pot completar en 2-3 dies. El mecanitzat en brut elimina la major part dels residus en blanc mitjançant processos com el fresat CNC i l'erosió de filferro (tall de filferro lent). Per exemple, el mecanitzat en brut de la cavitat d'un motlle d'injecció de carcassa de TV requereix l'ús d'una fresa d'extrem de Φ 50 mm amb una velocitat d'alimentació de 5000 mm/min, que triga uns 8 dies.
Mecanitzat de semiprecisió i mecanitzat de precisió: el mecanitzat de semiprecisió s'utilitza per corregir errors de mecanitzat en brut, mentre que el mecanitzat de precisió aconsegueix una precisió dimensional i una qualitat superficial. Els motlles de precisió (com els motlles de lents òptiques) requereixen un centre de mecanitzat d'enllaç de cinc eixos per fresar amb una profunditat de tall de 0,01 mm, i el mecanitzat de precisió d'una sola cavitat pot trigar fins a 15 dies. El mecanitzat de descàrrega elèctrica (EDM) s'utilitza per a cavitats complexes (com les ranures profundes i estretes en els motlles del cilindre del motor), amb una velocitat de processament d'uns 0,5-2 mm ³/min. Una cavitat amb una profunditat de 200 mm triga més de 7 dies.
Processament especial i tractament de superfícies: per a micromotlles (com els motlles de sensor MEMS), es requereixen processos especials com ara el processament làser i el processament del feix d'electrons. El processament d'una sola microestructura (diàmetre inferior o igual a 0,1 mm) triga diverses hores i el processament especial de tot el motlle pot trigar 5 dies. El tractament superficial (com la nitruració i el recobriment) pot millorar la vida útil dels motlles. El procés de nitruració d'ions requereix aïllament durant 20-30 hores, i les proves després del refredament triguen 2-3 dies.
3. Fase de muntatge i depuració (10-25 dies)
Muntatge de components: munteu les peces processades en un conjunt de motlles i controleu estrictament la precisió del muntatge. Per exemple, el buit d'ajust de la superfície de separació del motlle d'injecció ha de ser inferior o igual a 0,02 mm, i l'espai lliure entre la columna de guia inclinada i el control lliscant del motlle multi lliscant s'ha de controlar entre 0,01 i 0,03 mm. La mòlta i l'ajust manuals poden trigar més de 7 dies.
Emmotllament i optimització de prova: sovint es produeixen problemes com ara el flaix, la contracció i la desviació de mida durant el primer modelat de prova. Prenent com a exemple el motlle del quadre de comandament de l'automòbil, el primer motlle de prova pot requerir ajustar la pressió d'injecció (de 80 MPa a 120 MPa), el temps de refredament (de 30 a 20 segons) i reparar o polir la cavitat del motlle. El cicle d'optimització únic és d'uns 5 dies, i els motlles complexos requereixen de 3 a 5 motlles de prova, amb un temps total de fins a 15 dies.
4. Altres factors que influeixen
Confirmació del client i canvis: l'esquema de disseny o els ajustos del procés poden donar lloc a una extensió del cicle de 10 a 20 dies, per exemple, si el client sol·licita temporalment que el motlle sigui compatible amb diversos materials, s'ha de redissenyar el sistema de canal de flux.
Col·laboració en la cadena de subministrament: el termini de lliurament de les peces adquirides externament (com ara marcs de motlle estàndard i sistemes de canal calent) pot afectar el calendari. El termini de lliurament dels sistemes de canal calent importats pot arribar a ser de 4-6 setmanes, mentre que les peces domèstiques es poden escurçar a 1-2 setmanes.
Falla i programació de l'equip: el temps d'inactivitat d'un centre de mecanitzat de cinc eixos es pot retardar entre 3 i 5 dies a causa d'un mal funcionament, i una programació ajustada de l'equip quan s'executen diversos projectes en paral·lel pot provocar una ampliació del 20% -30% del temps de processament.
2, Comparació de cicles de desenvolupament per a diferents tipus de motlles
Fase de disseny del tipus de motlle, fase de processament, fase de muntatge i depuració, cicle total
Els motlles simples (com els motlles d'injecció per a les necessitats diàries) triguen 5-7 dies, 15-25 dies, 7-10 dies i 30-45 dies
Els motlles de complexitat mitjana (com els motlles de peces d'interior d'automòbils) triguen 10-15 dies, 30-50 dies, 15-20 dies i 60-90 dies
Els motlles d'alta complexitat (com els motlles de components estructurals aeroespacials) triguen 20-30 dies, 60-100 dies, 25-40 dies i 120-180 dies
Cas típic:
El motlle d'injecció per al tub interior de la rentadora d'una determinada empresa d'electrodomèstics (complexitat mitjana): el disseny triga 12 dies, el processament triga 45 dies, la depuració triga 18 dies i el cicle total és de 75 dies.
El motlle de conformació en calent (alta complexitat) per al feix anti-col·lisió de la porta d'una determinada fàbrica OEM d'automòbils: dissenyat durant 28 dies, processat durant 90 dies, depurat durant 35 dies, amb un cicle total de 153 dies.
3, Estratègies clau per escurçar el cicle de desenvolupament del motlle
1. La innovació tecnològica impulsa la millora de l'eficiència
Disseny i simulació digitals: utilitzant el disseny assistit per IA (com ara el disseny generatiu) per optimitzar automàticament l'estructura del motlle, combinat amb la tecnologia d'emmotllament de prova virtual (Virtual Tryout) per predir els defectes amb antelació i reduir la reelaboració del disseny. Després que una determinada empresa introduís el disseny d'IA, el cicle de disseny de motlles es va escurçar un 40%.
Mecanitzat d'alta velocitat i fabricació additiva: utilitzant la tecnologia de fresat d'alta{0}}velocitat (HSM) per augmentar la velocitat de tall fins a 3-5 vegades la del mecanitzat tradicional; La impressió 3D (com la impressió metàl·lica SLM) s'utilitza per fabricar canals de refrigeració conformes, que augmenta l'eficiència de refrigeració en un 50% i escurça els cicles de processament en més de 20 dies.
2. Optimització de processos i gestió col·laborativa
Enginyeria Concurrent: Durant la fase de disseny, l'adquisició de materials i la planificació del procés es duen a terme simultàniament. Per exemple, quan s'ha completat el 60% del modelat en 3D, es pot iniciar la comanda-de materials a llarg termini (com ara l'acer importat), cosa que pot reduir el temps d'espera entre 7 i 10 dies.
Programació intel·ligent de la producció: seguiment en temps real de la càrrega de l'equip mitjançant el sistema MES, ajust dinàmic de la seqüència de processament i evitació de l'equip inactiu. Després que una determinada fàbrica de motlles introduís una programació intel·ligent, la taxa d'utilització de l'equip va augmentar del 65% al 85% i el cicle de processament es va escurçar un 25%.
3. Integració i estandardització de la cadena de subministrament
Components de motlle estandarditzats: utilitzant marcs de motlle estàndard i accessoris de marques com LKM i DME per reduir el processament personalitzat. Per exemple, utilitzar un sistema de canal calent estàndard pot estalviar 7 dies de temps de disseny i processament.
Disseny localitzat de la cadena de subministrament: establir una estreta cooperació amb les plantes de tractament tèrmic del voltant i els proveïdors de tractament de superfícies per escurçar el cicle de tractament tèrmic de 10 dies subcontractats a 5 dies.
