תשע מגמות בפיתוח טכנולוגיית עובש רכב בארץ ובחו"ל

תבנית היא ציוד התהליך הבסיסי של תעשיית הרכב. יותר מ-90% מהחלקים בייצור רכב צריכים להיות מעוצבים על ידי התבנית. נדרשות כ-1,500 סטים של תבניות כדי לייצר מכונית רגילה, מתוכן כ-1,000 סטים של תבניות הטבעה. בפיתוח דגמים חדשים, 90% מעומס העבודה מתבצע סביב שינויים בפרופיל המרכב. כ-60% מעלות הפיתוח של דגמים חדשים משמשת לפיתוח תהליכים וציוד של מרכב והטבעה. כ-40% מעלות הייצור הכוללת של הרכב היא עלות הטבעת המרכב והרכבתו.

בפיתוח תעשיית עובש הרכב בארץ ובחו"ל, טכנולוגיית העובש מציגה את מגמות הפיתוח הבאות.

ראשית, סטטוס העיצוב התלת-ממדי של התבנית אוחד

עיצוב תלת-ממדי של התבנית הוא חלק חשוב בטכנולוגיית התבנית הדיגיטלית, והוא הבסיס לשילוב של עיצוב, ייצור ובדיקה של תבניות. טויוטה יפן, ארצות הברית וחברות אחרות השיגו עיצוב תלת-ממדי של התבנית והשיגו תוצאות יישום טובות. חלק מהפרקטיקות שאומצו על ידי מדינות זרות בעיצוב תלת-ממדי של תבניות ראויות ללמידה. בנוסף להקלת ייצור משולב, עיצוב תלת-ממדי של התבנית נוח לבדיקת הפרעות, ויכול לבצע ניתוח הפרעות תנועה כדי לפתור בעיה בעיצוב הדו-ממדי.

שנית, סימולציית תהליך הטבעה (CAE) בולטת יותר

בשנים האחרונות, עם ההתפתחות המהירה של תוכנות וחומרות מחשב, טכנולוגיית הסימולציה (CAE) של תהליך עיצוב העובש מילאה תפקיד חשוב יותר ויותר. בארצות הברית, יפן, גרמניה ומדינות מפותחות אחרות, טכנולוגיית CAE הפכה לחלק הכרחי מתהליך תכנון וייצור התבניות, ונמצאת בשימוש נרחב לחיזוי פגמי עיצוב, אופטימיזציה של תהליך ההטבעה ומבנה התבנית, שיפור אמינות תכנון התבנית וצמצום זמן הבדיקה. חברות רבות של תבניות רכב מקומיות עשו התקדמות משמעותית ביישום CAE והשיגו תוצאות טובות. יישום טכנולוגיית CAE יכול להפחית משמעותית את עלות תבנית הניסיון ולקצר את מחזור הפיתוח של תבניות הטבעה, מה שהפך לאמצעי חשוב להבטחת איכות התבנית. טכנולוגיית CAE הופכת בהדרגה את תכנון התבניות מתכנון אמפירי לתכנון מדעי.

שלישית, טכנולוגיית עובש דיגיטלית הפכה למיינסטרים

הפיתוח המהיר של טכנולוגיית עובש דיגיטלית בשנים האחרונות הוא דרך יעילה לפתור בעיות רבות העומדות בפני פיתוח תבניות רכב. מה שנקרא טכנולוגיית עובש דיגיטלית הוא יישום של טכנולוגיית מחשב או טכנולוגיה בעזרת מחשב (CAX) בתהליך תכנון וייצור התבניות. סיכמו את הניסיון המוצלח של מפעלי תבניות רכב מקומיים וזרים ביישום טכנולוגיה בעזרת מחשב. טכנולוגיית עובש דיגיטלית לרכב כוללת בעיקר את ההיבטים הבאים: 1. תכנון לייצור (DFM), אשר שוקל ומנתח את יכולת הייצור במהלך התכנון כדי להבטיח את הצלחת התהליך. 2. טכנולוגיית העזר של תכנון פני השטח של התבנית מפתחת טכנולוגיית תכנון פרופילים חכמה. 3. CAE מסייע בניתוח וסימולציה של תהליך ההטבעה, ניבוי ופתרון פגמים אפשריים ובעיות עיצוב. 4. החלפת התכנון הדו-ממדי המסורתי בתכנון מבנה עובש תלת-ממדי. 5. תהליך ייצור התבניות משתמש בטכנולוגיות CAPP, CAM ו-CAT. 6. בהנחיית טכנולוגיה דיגיטלית, פתרון בעיות בתהליך הניסיון ובייצור ההטבעה.

רביעית, הפיתוח המהיר של אוטומציה של עיבוד עובש

טכנולוגיית עיבוד וציוד מתקדמים הם יסודות חשובים לשיפור הפרודוקטיביות ולהבטחת איכות המוצר. לא נדיר להשתמש במכונות CNC, מחליפי כלים אוטומטיים (ATC), מערכות בקרה אופטו-אלקטרוניות לעיבוד שבבי אוטומטי ומערכות מדידה מקוונות עבור חומרי עבודה בחברות תבניות רכב מתקדמות. עיבוד שבבי CNC התפתח מעיבוד פרופילים פשוט לעיבוד בקנה מידה מלא של פרופילים ומשטחים מבניים. מעיבוד שבבי במהירות בינונית עד נמוכה לעיבוד שבבי במהירות גבוהה, טכנולוגיית אוטומציה של עיבוד שבבי התפתחה במהירות.

5. טכנולוגיית הטבעה של פלדת חוזק גבוה היא כיוון הפיתוח העתידי

לפלדות חוזק גבוה יש שימוש מצוין ברכבים בשל תכונותיהן המצוינות מבחינת יחס תפוקה, מאפייני התקשות עומס, יכולת פיזור עומס וספיגת אנרגיית התנגשות. כיום, פלדות חוזק גבוה המשמשות בהטבעות רכב כוללות בעיקר פלדה מוקשה בצבע (פלדת BH), פלדת דופלקס (פלדת DP) ופלדת פלסטיק המושרה על ידי שינוי פאזה (פלדת TRIP). פרויקט המרכב האולטרה-קל הבינלאומי (ULSAB) צופה ש-97% מדגמי הקונספט המתקדמים (ULSAB-AVC) שהושקו בשנת 2010 יהיו פלדות חוזק גבוה, ושיעור יריעות הפלדה המתקדמות בחומרי הרכב יעלה על 60%, ושיעור הפלדה הדופלקס יהווה 74% מלוחות הפלדה לרכבים.

סדרת הפלדה הרכה המבוססת בעיקר על פלדת IF, הנמצאת כיום בשימוש נרחב, תוחלף בסדרת לוחות פלדה בעלת חוזק גבוה, ופלדת סגסוגת נמוכה בעלת חוזק גבוה תוחלף בפלדה דו-פאזית ובפלדת חוזק גבוה במיוחד. כיום, השימוש בלוחות פלדה בעלת חוזק גבוה עבור חלקי רכב ביתיים מוגבל בעיקר לחלקי מבנה וחלקי קורות, וחוזק המתיחה של החומרים המשמשים הוא יותר מ-500 מגה פסקל. לכן, שליטה מהירה בטכנולוגיית הטבעה של לוחות פלדה בעלת חוזק גבוה היא נושא חשוב שיש לפתור בדחיפות בתעשיית תבניות הרכב של סין.

שישית, מוצרי עובש חדשים שהושקו בבוא העת

עם התפתחות היעילות הגבוהה והאוטומציה של ייצור הטבעה לרכב, תבניות מתקדמות (Progressive Steel) יהיו בשימוש נרחב יותר בייצור חלקי הטבעה לרכב. חלקי הטבעה בעלי צורות מורכבות, במיוחד חלקי הטבעה מורכבים קטנים ובינוניים הדורשים זוגות מרובים של אגרופים בתהליך הקונבנציונלי, נוצרים יותר ויותר באמצעות עיצוב תבניות מתקדמות. תבניות מתקדמות הן מוצר תבנית היי-טק בעל קושי טכני גבוה, דיוק ייצור גבוה ומחזור ייצור ארוך. תבניות מתקדמות מרובות תחנות יהיו אחד ממוצרי התבניות המרכזיים שפותחו בסין.

שבע, חומרי עובש וטכנולוגיית טיפול פני השטח ייעשה בהם שימוש חוזר

האיכות והביצועים של חומר התבנית הם גורם חשוב המשפיע על איכות התבנית, אורך החיים והעלות. בשנים האחרונות, בנוסף למגוון פלדות יצוק בעלות קשיחות גבוהה ועמידות גבוהה בפני שחיקה, פלדות יצוק מוקשחות בלהבה ופלדות יצוק לעבודה קרה ממתכת אבקה, השימוש בחומרי ברזל יצוק במתות הטבעה גדולות ובינוניות בחו"ל הוא כדאי. מגמת הפיתוח מדאיגה. לברזל רקיע יש קשיחות ועמידות טובה בפני שחיקה, וגם ביצועי הריתוך, יכולת העבודה והקשיית פני השטח שלו טובים, והעלות נמוכה יותר מזו של ברזל יצוק מסגסוגת. לכן, הוא נמצא בשימוש נרחב במתות הטבעה לרכב.

שמונה, ניהול מדעי ומידע הוא כיוון הפיתוח של מפעלי עובש

היבט חשוב נוסף בפיתוח טכנולוגיית תבניות רכב הוא ניהול מדעי וניהול מידע. הניהול המדעי אפשר לחברות תבניות להתפתח באופן רציף לכיוון ייצור בזמן הנכון (Just-in-Time Manufacturing) וייצור רזה (Lean Production). ניהול הארגון מדויק יותר, יעילות הייצור משתפרת מאוד, ומוסדות, קשרים וכוח אדם לא יעילים מתייעלים באופן רציף. עם התקדמות טכנולוגיית הניהול המודרנית, כלי ניהול מידע מתקדמים רבים, כולל מערכת ניהול משאבי ארגון (ERP), ניהול קשרי לקוחות (CRM), ניהול שרשרת אספקה ​​(SCM), ניהול פרויקטים (PM) ועוד, נמצאים בשימוש נרחב.

תשע, ייצור מעודן של התבנית הוא מגמה בלתי נמנעת

ייצור מעודן של התבנית הוא מבחינת תהליך הפיתוח ותוצאות הייצור של התבנית, ובפרט הרציונליזציה של תהליך ההטבעה ועיצוב מבנה התבנית, הדיוק הגבוה של עיבוד התבנית, האמינות הגבוהה של מוצר התבנית וניהול טכנולוגי קפדני. ייצור קפדני של תבניות אינו טכנולוגיה אחת, אלא השתקפות מקיפה של טכניקות עיצוב, עיבוד וניהול. בנוסף למצוינות טכנית, מימוש ייצור תבניות עדין מובטח גם על ידי ניהול קפדני.