Kalıp, otomotiv endüstrisinin temel proses ekipmanıdır. Otomobil üretiminde kullanılan parça ve bileşenlerin %90'ından fazlası kalıpla şekillendirilmelidir. Kalıp uzmanı Luo Baihui'ye göre, sıradan bir otomobilin üretimi için yaklaşık 1500 kalıp gerekiyor ve bunların 1000'den fazlası presleme kalıbı olarak kullanılıyor. Yeni modellerin geliştirilmesinde, iş yükünün %90'ı gövde profilinin değiştirilmesi etrafında yoğunlaşıyor. Yeni modellerin geliştirme maliyetinin yaklaşık %60'ı gövde ve presleme prosesleri ve ekipmanlarının geliştirilmesi için kullanılıyor. Araç üretim maliyetinin yaklaşık %40'ı ise gövde presleme parçaları ve montaj maliyetidir.
Yurt içi ve yurt dışındaki otomotiv kalıp sanayinin gelişiminde, kalıp teknolojisi aşağıdaki gelişim trendlerini göstermiştir.
1. Damgalama işleminin simülasyonu (CAE) daha belirgindir.
Son yıllarda, bilgisayar yazılımı ve donanımının hızlı gelişimiyle birlikte, presleme kalıplama sürecinin simülasyon teknolojisi (CAE) giderek daha önemli bir rol oynamaktadır. Amerika Birleşik Devletleri, Japonya ve Almanya gibi gelişmiş ülkelerde, CAE teknolojisi kalıp tasarımı ve üretim sürecinin vazgeçilmez bir parçası haline gelmiştir. Kalıplama kusurlarını tahmin etmek, presleme sürecini ve kalıp yapısını optimize etmek, kalıp tasarımının güvenilirliğini artırmak ve kalıp deneme süresini kısaltmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Birçok yerli otomobil kalıp firması da CAE uygulamasında önemli ilerleme kaydetmiş ve iyi sonuçlar elde etmiştir. CAE teknolojisinin uygulanması, deneme kalıplarının maliyetini büyük ölçüde azaltabilir ve presleme kalıplarının geliştirme döngüsünü kısaltabilir; bu da kalıp kalitesini sağlamanın önemli bir yolu haline gelmiştir. CAE teknolojisi, kalıp tasarımını deneysel tasarımdan bilimsel tasarıma doğru kademeli olarak dönüştürmektedir.
2. Kalıp 3D tasarımının konumu sağlamlaştırıldı.
Kalıbın üç boyutlu tasarımı, dijital kalıp teknolojisinin önemli bir parçası ve kalıp tasarımı, üretimi ve denetiminin entegrasyonunun temelidir. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Toyota ve General Motors gibi şirketler, kalıpların üç boyutlu tasarımını gerçekleştirmiş ve iyi uygulama sonuçları elde etmiştir. Yurtdışında 3D kalıp tasarımında benimsenen bazı yöntemler, referans olarak alınmaya değerdir. Üç boyutlu kalıp tasarımı, entegre üretimin gerçekleştirilmesine katkıda bulunmasının yanı sıra, girişim denetimini kolaylaştırması ve hareket girişim analizini gerçekleştirebilmesi gibi bir avantaja da sahiptir; bu da iki boyutlu tasarımda karşılaşılan bir sorunu çözmektedir.
Üçüncüsü, dijital kalıp teknolojisi ana akım yönelim haline geldi.
Son yıllarda, dijital kalıp teknolojisinin hızlı gelişimi, otomobil kalıplarının geliştirilmesinde karşılaşılan birçok sorunu çözmenin etkili bir yoludur. Dijital kalıp teknolojisi olarak adlandırılan bu teknoloji, kalıp tasarım ve üretim sürecinde bilgisayar teknolojisi veya bilgisayar destekli teknolojinin (CAE) uygulanmasıdır. Yerli ve yabancı otomotiv kalıp şirketlerinin bilgisayar destekli teknolojiyi uygulama konusundaki başarılı deneyimlerini özetleyecek olursak, dijital otomotiv kalıp teknolojisi esas olarak aşağıdaki yönleri içermektedir: ① Üretilebilirlik için tasarım (DFM), yani üretim sürecinin başarısını sağlamak için tasarım sırasında üretilebilirlik dikkate alınır ve analiz edilir. ② Kalıp profili tasarımı için yardımcı teknoloji, akıllı profil tasarım teknolojisinin geliştirilmesi. ③ CAE, olası kusurları ve şekillendirme sorunlarını tahmin ederek ve çözerek analiz ve presleme şekillendirme sürecine yardımcı olur. ④ Geleneksel iki boyutlu tasarımın üç boyutlu kalıp yapısı tasarımıyla değiştirilmesi. ⑤ Kalıp üretim sürecinde CAPP, CAM ve CAT teknolojisinin kullanılması. ⑥ Dijital teknolojinin rehberliğinde, kalıp denemesi ve presleme üretimi sürecinde ortaya çıkan sorunları ele almak ve çözmek.
Dördüncüsü, kalıp işleme otomasyonunun hızlı gelişimi
Gelişmiş işleme teknolojisi ve ekipmanları, verimliliği artırmak ve ürün kalitesini sağlamak için önemli bir temel oluşturmaktadır. Gelişmiş otomobil kalıp şirketlerinde, çift iş tablalı CNC tezgahları, otomatik takım değiştiriciler (ATC), otomatik işleme için fotoelektrik kontrol sistemleri ve çevrimiçi iş parçası ölçüm sistemleri bulunması yaygın bir durumdur. Sayısal kontrol işleme, basit profil işlemeden kapsamlı profil ve yapısal yüzey işlemeye, orta ve düşük hızlı işlemeden yüksek hızlı işlemeye kadar gelişmiş olup, işleme otomasyon teknolojisinin gelişimi oldukça hızlıdır.
5. Yüksek mukavemetli çelik levha presleme teknolojisi geleceğin gelişim yönüdür.
Yüksek mukavemetli çelik, akma oranı, gerilme sertleşme özellikleri, gerilme dağılım yeteneği ve çarpışma enerjisi emilimi açısından mükemmel özelliklere sahiptir ve otomobillerde kullanım miktarı sürekli artmaktadır. Şu anda, otomotiv presleme işlemlerinde kullanılan yüksek mukavemetli çelikler başlıca boya sertleştirme çeliği (BH çeliği), çift fazlı çelik (DP çeliği) ve faz dönüşümü ile indüklenen plastiklik çeliği (TRIP çeliği) içermektedir. Uluslararası Ultra Hafif Gövde Projesi (ULSAB), 2010 yılında piyasaya sürülecek gelişmiş konsept araçların (ULSAB-AVC) %97'sinin yüksek mukavemetli çelikten olacağını öngörmektedir. Araç malzemesinde gelişmiş yüksek mukavemetli çeliğin oranı %60'ı aşacak ve çift fazlı çeliğin oranı otomotiv çelik levhalarının %74'ünü oluşturacaktır. IF çeliğinde kullanılan yumuşak çelik serisi, yüksek mukavemetli çelik levha serisi olacak ve yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çelik ise çift fazlı çelik ve ultra yüksek mukavemetli çelik levha olacaktır. Şu anda, yerli otomotiv parçalarında yüksek mukavemetli çelik levhaların kullanımı çoğunlukla yapısal parçalar ve kirişlerle sınırlıdır ve kullanılan malzemelerin çekme dayanımı çoğunlukla 500 MPa'nın altındadır. Bu nedenle, yüksek mukavemetli çelik levhaların presleme teknolojisine hızla hakim olmak, ülkemizin otomotiv kalıp endüstrisinde acilen çözülmesi gereken önemli bir sorundur.
6. Yeni kalıp ürünleri zaman içinde piyasaya sürülecektir.
Otomobil presleme üretiminde yüksek verimlilik ve otomasyonun gelişmesiyle birlikte, otomobil presleme parçalarının üretiminde kademeli kalıpların kullanımı daha da yaygınlaşacaktır. Özellikle geleneksel süreçte birden fazla presleme kalıbı seti gerektiren bazı küçük ve orta ölçekli karmaşık şekilli presleme parçaları, giderek artan bir şekilde kademeli kalıplarla şekillendirilmektedir. Kademeli kalıp, teknik olarak zor, yüksek üretim hassasiyeti gerektiren ve uzun üretim döngüsüne sahip bir tür yüksek teknoloji kalıp ürünüdür. Çok istasyonlu kademeli kalıp, ülkemizdeki en önemli kalıp ürünlerinden biri olacaktır.
Yedinci olarak, kalıp malzemeleri ve yüzey işleme teknolojisi yeniden kullanılacaktır.
Kalıp malzemelerinin kalitesi ve performansı, kalıp kalitesini, ömrünü ve maliyetini etkileyen önemli faktörlerdir. Son yıllarda, yüksek tokluk ve yüksek aşınma direncine sahip çeşitli soğuk işleme kalıp çelikleri, alevle sertleştirilmiş soğuk işleme kalıp çelikleri ve toz metalurjisi soğuk işleme kalıp çeliklerinin sürekli olarak piyasaya sürülmesinin yanı sıra, büyük ve orta ölçekli pres kalıplarında dökme demir malzemelerin kullanımı da dikkat çekicidir. Gelişim trendi açısından, sfero döküm demir iyi tokluk ve aşınma direncine sahiptir, kaynak performansı, işlenebilirliği, yüzey sertleştirme performansı da iyidir ve alaşımlı dökme demire göre maliyeti daha düşüktür, bu nedenle otomobil pres kalıplarında daha fazla kullanılmaktadır.
8. Bilimsel yönetim ve bilişim, kalıp işletmelerinin gelişim yönüdür.
Yayın tarihi: 11 Mayıs 2021