Didelių automobilių komponentų liejimas: kaip išspręsti netolygų dervos impregnavimą ir per didelį poringumą?

Atsižvelgiant į lengvo svorio ir struktūrinės integracijos tendenciją naujose energetinėse transporto priemonėse, integruotas didelių kompozitinių komponentų liejimo procesas tapo svarbia pramonės technologijų proveržio kryptimi. Tačiau, kai komponentų dydis išplečiamas daugiau nei du metrai, problemos dėl netolygaus dervos impregnavimo ir per didelio poringumo tampa daug ryškesnės, o tai tiesiogiai veikia gaminio mechanines savybes ir konsistenciją. Šiame straipsnyje sistemingai analizuojamos šių problemų priežastys procesų mechanizmų požiūriu ir pateikiami įgyvendinami techniniai sprendimai.

Sisteminė problemų priežasčių analizė

Pagrindinis didelių komponentų formavimo iššūkis kyla dėl fizinio lauko nevienodumo, kurį sukelia masto efektai. Kai srauto takai viršija 1,5 metro, armatūros medžiagų dervos srauto frontas linkęs rodyti pirštų reiškinius, dėl kurių prarandama impregnavimo takų kontrolė. Tuo tarpu pelėsių temperatūros skirtumas, viršijantis 5°C, gali lemti vietinius dervos klampumo skirtumus, dėl kurių srauto priekinio greičio nukrypimai gali būti daugiau nei 30%. Pernelyg didelį poringumą daugiausia lemia trys sudėtingi veiksniai: mikro burbuliukai, įstrigę pluošto ryšuliuose užpildymo proceso metu; prasti vėdinimo kanalai lakioms mažoms molekulėms kietėjimo fazės metu; ir antrinis burbuliukų susidarymas dėl šilumos kaupimosi šerdyje, kai storis viršija 5 mm.

Tikslus medžiagų sistemų suderinimas

Impregnavimo problemų sprendimas prasideda nuo dervos ir pluošto sistemų sinergetinio dizaino. Dideliems komponentams rekomenduojama naudoti gradiento klampumo dervos sistemas, iš pradžių kontroliuojant klampumą tarp 200–400 mPa·s, kad būtų užtikrintas tinkamas tekėjimo laikas. Norint pailginti gelio trukmę iki daugiau nei 90 minučių, reikia įvesti latentinius promotorius, paliekant proceso langą burbuliukų pašalinimui. Armatūrinėms medžiagoms patartina rinktis hibridines daugiasluoksnių vienakrypčių audinių struktūras ir kapotų sruogų kilimėlius, kontroliuojančius vieno sluoksnio svorį tarp 300-450 g/m², užtikrinant pralaidumą ir išvengiant tarpsluoksnių slydimo. Eksperimentiniai duomenys rodo, kad ši konfigūracija gali sumažinti prastai impregnuotas vietas 60%.

Srauto lauko optimizavimas formų projektuojant

Formos bėgelio išdėstymas turi atitikti „zoninio srauto valdymo, nuoseklaus užpildymo“ principą. Jei komponentai yra ilgesni nei 2 metrai, formoje turi būti nustatyti 3–5 nepriklausomi įpurškimo angos, sujungtos su nuoseklia valdymo sistema, kad būtų pasiektas laipsniškas įpurškimas. Bėgių skerspjūvis pritaikytas trapecijos formos kintamo profilio konstrukcijai, pradedant nuo 20 mm įėjimo gale, palaipsniui susiaurėjant iki 8 mm išleidimo gale, taip subalansuojant pasipriešinimą įvairiose zonose. Vėdinimo sistemos turėtų būti dedamos į galutinį užpildymo plotą ir geometrinius staigius pokyčius, tiksliai kontroliuojant 0,05–0,08 mm ventiliacijos angos gylį, efektyviai pašalinant burbuliukus be dervos perpildymo. Formos temperatūros valdymo sistemos turi leisti reguliuoti nepriklausomai nuo zonos, siūlant vieną temperatūros reguliavimo kilpą kas 0,5 metro, kad paviršiaus temperatūros skirtumas būtų ≤3°C.

Tikslus proceso parametrų valdymas

Įpurškimo slėgio kreivės turėtų atitikti dviejų pakopų strategiją „impregnavimas žemu slėgiu – tankinimas vidutiniu slėgiu“. Pradiniame etape palaikykite 0,1-0,15 MPa slėgį 40-60 minučių, kad derva visiškai prasiskverbtų į vidinius pluošto ryšulius esant žemam slėgiui; vėliau padidinkite iki 0,25–0,3 MPa, kad sutankintumėte konstrukciją, kuriai reikalinga vakuumo pagalba formos viduje, kai vakuumo laipsnis yra didesnis nei -0,08 MPa. Kietėjimo procesuose rekomenduojama naudoti „laipsnišką temperatūros didinimą“: 2 valandas palaikykite 80 °C temperatūroje, kad susidarytų išankstinis želė, tada padidinkite iki 120 °C, kad užbaigtumėte kryžminio susiejimo reakcijas. Šis procesas gali sumažinti poringumą nuo įprastų 2,5% iki mažiau nei 0,8%.

Skaitmeninis procesų stebėjimo realizavimas

Norint užtikrinti kokybės kontrolę, labai svarbu įdiegti liejimo jutiklių tinklą. Siūloma išdėstyti dielektrinės analizės (DEA) jutiklius išilgai srauto, kad būtų galima stebėti dervos srauto fronto padėtį ir kietėjimo laipsnį realiuoju laiku. Slėgio jutiklių tinklas gali užfiksuoti konsolidacijos būseną įvairiose zonose, inicijuodamas kompensavimo procedūras, kai slėgio skirtumai viršija 0,05 MPa. Internetinis temperatūros matavimas naudojant infraraudonųjų spindulių šiluminio vaizdo kameras gali vizualizuoti pelėsių temperatūros laukus ir teikti duomenų palaikymą dinaminiam koregavimui. Remdamiesi šiais suvokimo duomenimis, sukurkite procesų langų grįžtamojo ryšio realiuoju laiku sistemą, automatiškai paleidžiančią korekcines procedūras, kai parametrai nukrypsta nuo nustatytų verčių 5%.

Tolesnis apdorojimas ir kokybės patvirtinimas

Kietėjimas turi būti atliekamas po formavimo, 4 valandas palaikius 130 °C temperatūroje, kad šerdies kietėjimo laipsnis būtų didesnis nei 95%. Kokybės patvirtinimas turėtų sujungti ultragarso C-scan ir rentgeno CT, pirmasis greitai nustato defektų vietas, o antrasis tiksliai nustato poringumo pasiskirstymą. Srityse, kurių poringumas viršija 1%, sukurkite duomenų bazę, koreliuojančią proceso parametrus su defektų vietomis, kad būtų galima atlikti pakartotinį optimizavimą.

Didelių automobilių komponentų liejimo kokybės kontrolė yra sistemingas projektas, reikalaujantis daugialypio medžiagų, formų, procesų ir stebėjimo technologijų derinimo. Įdiegus gradiento klampumo projektus, zoninius bėgių išdėstymus, laipsniško įpurškimo strategijas ir skaitmeninio proceso stebėjimą, impregnavimo gedimo laipsnis gali būti kontroliuojamas 3%, o poringumas nuolat mažesnis nei 1%. Įmonės turėtų diegti šiuos sprendimus etapais, atsižvelgdamos į jų įrangos sąlygas, pirmenybę teikdamos pagrindinėms problemoms, tokioms kaip pelėsių temperatūros kontrolė ir įpurškimo laikas, prieš palaipsniui pereinant prie skaitmeninių atnaujinimų, galiausiai pasiekdamos stabilią masinę didelių komponentų gamybą.

K-SHOWyra visame pasaulyje žinoma liejimo formų gamybos įmonė, turinti daugiau nei 30 000 rinkiniųįvairios įpurškimo formos. Sukaupęs 20 metų techninį kaupimą, jis sukūrė nepakeičiamą K-SHOW formų poziciją pramonėje. Mūsų įmonė turi stiprias technines galimybes, patikimą valdymo sistemą, sistemingą pelėsių tyrimo ir gamybos pajėgumą bei greito reagavimo paslaugų sistemą. Investavome ir pristatėme daugybę didelio tikslumo CNC apdorojimo centrų ir visiškai išmaniųjų apdorojimo įrangos apdorojimo linijų. Mes specializuojamės gaminant įvairias didelio tikslumo ir didelio sudėtingumo formas. Mūsų pagrindiniai pelėsių produktai yra medicinos, buitinės technikos, automobilių dalys, didelės pramonės inžinerinės dalys, pakuotės, kasdienio būtinumo liejimo formos ir kt. Sveiki atvykę pasikonsultuoti ir įsigyti.