تسعة اتجاهات في تطوير تكنولوجيا قوالب السيارات في الداخل والخارج

يُعدّ القالب من معدات العمليات الأساسية في صناعة السيارات. يحتاج أكثر من 90% من أجزاء السيارات إلى التشكيل باستخدام القالب. يتطلب صنع سيارة عادية حوالي 1500 مجموعة من القوالب، منها حوالي 1000 مجموعة من قوالب الختم. عند تطوير الطرازات الجديدة، يتركز 90% من العمل على تغييرات شكل هيكل السيارة. يُخصص حوالي 60% من تكلفة تطوير الطرازات الجديدة لتطوير عمليات ومعدات الهيكل والختم. وتمثل تكلفة ختم الهيكل وتجميعه حوالي 40% من إجمالي تكلفة تصنيع السيارة.

في تطوير صناعة قوالب السيارات في الداخل والخارج، تقدم تكنولوجيا القوالب اتجاهات التطوير التالية.

أولاً، تم تعزيز حالة التصميم ثلاثي الأبعاد للقالب

يُعد التصميم ثلاثي الأبعاد للقالب جزءًا مهمًا من تقنية القوالب الرقمية، وهو أساس تكامل تصميم القالب وتصنيعه وفحصه. وقد حققت شركات مثل تويوتا اليابانية والأمريكية وغيرها تصميمًا ثلاثي الأبعاد للقالب، وحققت نتائج تطبيقية جيدة. ومن الجدير بالتعلم بعض الممارسات التي تتبعها الدول الأجنبية في تصميم القوالب ثلاثي الأبعاد. فبالإضافة إلى تسهيل التصنيع المتكامل، يُسهّل التصميم ثلاثي الأبعاد فحص التداخل، ويمكنه إجراء تحليل تداخل الحركة لحل مشاكل التصميم ثنائي الأبعاد.

ثانياً، محاكاة عملية الختم (CAE) أكثر بروزًا

في السنوات الأخيرة، ومع التطور السريع لبرمجيات وأجهزة الكمبيوتر، لعبت تقنية المحاكاة (CAE) لعملية تشكيل الضغط دورًا متزايد الأهمية. في الولايات المتحدة واليابان وألمانيا وغيرها من الدول المتقدمة، أصبحت تقنية CAE جزءًا أساسيًا من تصميم وتصنيع القوالب، وتُستخدم على نطاق واسع للتنبؤ بعيوب التشكيل، وتحسين عملية الختم وهيكل القالب، وتحسين موثوقية تصميم القالب، وتقليل وقت الاختبار. وقد أحرزت العديد من شركات قوالب السيارات المحلية تقدمًا كبيرًا في تطبيق تقنية CAE وحققت نتائج جيدة. يمكن أن يؤدي تطبيق تقنية CAE إلى تقليل تكلفة قالب التجربة بشكل كبير وتقصير دورة تطوير قالب الختم، مما أصبح وسيلة مهمة لضمان جودة القالب. تعمل تقنية CAE على تحويل تصميم القوالب تدريجيًا من التصميم التجريبي إلى التصميم العلمي.

ثالثًا، أصبحت تقنية القالب الرقمي هي السائدة

يُعد التطور السريع لتكنولوجيا القوالب الرقمية في السنوات الأخيرة وسيلة فعالة لحل العديد من المشكلات التي تواجه تطوير قوالب السيارات. تُعرف ما تُسمى بتكنولوجيا القوالب الرقمية بأنها تطبيق تكنولوجيا الحاسوب أو التكنولوجيا بمساعدة الحاسوب (CAX) في عملية تصميم وتصنيع القوالب. لخص التجارب الناجحة لشركات قوالب السيارات المحلية والأجنبية في تطبيق التكنولوجيا بمساعدة الحاسوب. تشمل تكنولوجيا قوالب السيارات الرقمية بشكل أساسي الجوانب التالية: 1. تصميم قابلية التصنيع (DFM)، الذي يأخذ في الاعتبار ويحلل قابلية التصنيع أثناء التصميم لضمان نجاح العملية. 2. تُطور التكنولوجيا المساعدة لتصميم سطح القالب تكنولوجيا تصميم الملامح الذكية. 3. يساعد CAE في تحليل ومحاكاة عملية الختم، والتنبؤ بالعيوب المحتملة ومشاكل التشكيل وحلها. 4. استبدال التصميم التقليدي ثنائي الأبعاد بتصميم هيكل القالب ثلاثي الأبعاد. 5. تستخدم عملية تصنيع القوالب تكنولوجيا CAPP وCAM وCAT. 6. بتوجيه من التكنولوجيا الرقمية، يتم حل المشكلات في عملية التجربة وفي إنتاج الختم.

رابعا، التطور السريع لأتمتة معالجة القالب

تُعدّ تكنولوجيا ومعدات المعالجة المتقدمة ركائز أساسية لتحسين الإنتاجية وضمان جودة المنتج. ومن الشائع استخدام أدوات الآلات ذات التحكم الرقمي (CNC)، ومُبدّلات الأدوات الآلية (ATC)، وأنظمة التحكم الإلكتروني الضوئي للتشغيل الآلي، وأنظمة القياس المباشر لقطع العمل في شركات قوالب السيارات المتقدمة. وقد تطور التشغيل الآلي باستخدام التحكم الرقمي من معالجة بسيطة للمقاطع إلى تشغيل آلي كامل النطاق للأسطح الهيكلية والمقاطع. ومن التشغيل الآلي بسرعات متوسطة إلى منخفضة، إلى التشغيل الآلي عالي السرعة، تطورت تكنولوجيا أتمتة التشغيل الآلي بسرعة.

5. تكنولوجيا ختم ألواح الفولاذ عالية القوة هي اتجاه التطوير المستقبلي

يُستخدم الفولاذ عالي القوة بشكل ممتاز في السيارات بفضل خصائصه الممتازة من حيث نسبة الخضوع، وخصائص التصلب الانفعالي، وقدرة توزيع الانفعال، وامتصاص طاقة التصادم. حاليًا، يشمل الفولاذ عالي القوة المستخدم في عمليات ختم السيارات بشكل رئيسي الفولاذ المقسى بالطلاء (فولاذ BH)، والفولاذ المزدوج (فولاذ DP)، والفولاذ البلاستيكي المُستحث بتغير الطور (فولاذ TRIP). يتوقع المشروع الدولي للهياكل الخفيفة جدًا (ULSAB) أن يكون 97% من نماذج المفهوم المتقدم (ULSAB-AVC) التي طُرحت عام 2010 من الفولاذ عالي القوة، وأن تتجاوز نسبة صفائح الفولاذ المتقدمة عالية القوة في مواد المركبات 60%، وأن تبلغ نسبة الفولاذ المزدوج 74% من صفائح الفولاذ المستخدمة في المركبات.

سيتم استبدال سلسلة الفولاذ اللين، التي تعتمد بشكل رئيسي على فولاذ IF، والمستخدمة على نطاق واسع حاليًا، بسلسلة ألواح فولاذية عالية القوة، وسيتم استبدال الفولاذ منخفض السبائك عالي القوة بالفولاذ ثنائي الطور والفولاذ فائق القوة. حاليًا، يقتصر استخدام ألواح الفولاذ عالية القوة في قطع غيار السيارات المحلية بشكل رئيسي على الأجزاء الهيكلية وأجزاء العوارض، وتتجاوز قوة الشد للمواد المستخدمة 500 ميجا باسكال. لذلك، يُعدّ إتقان تقنية ختم ألواح الفولاذ عالية القوة بسرعة مسألةً بالغة الأهمية في صناعة قوالب السيارات الصينية، ويتطلب حلها حلاً عاجلاً.

سادساً، سيتم إطلاق منتجات قوالب جديدة في الوقت المناسب

مع تطور كفاءة وأتمتة إنتاج ختم السيارات، سيزداد استخدام القالب التقدمي في إنتاج قطع ختم السيارات. ويتم تشكيل قطع الختم ذات الأشكال المعقدة، وخاصةً قطع الختم المعقدة الصغيرة والمتوسطة الحجم التي تتطلب أزواجًا متعددة من اللكمات في العملية التقليدية، بشكل متزايد باستخدام القالب التقدمي. يُعد القالب التقدمي منتجًا عالي التقنية يتميز بصعوبة تقنية عالية ودقة تصنيع عالية ودورة إنتاج طويلة. وسيكون القالب التقدمي متعدد المحطات أحد أهم منتجات القوالب المُطورة في الصين.

سابعاً، سيتم إعادة استخدام مواد القالب وتكنولوجيا معالجة السطح

تُعد جودة وأداء مادة القالب عاملاً هامًا يؤثر على جودة القالب وعمره الافتراضي وتكلفته. في السنوات الأخيرة، بالإضافة إلى مجموعة متنوعة من فولاذ قوالب العمل البارد عالي المتانة ومقاومة التآكل، وفولاذ قوالب العمل البارد المُصلد باللهب، وفولاذ قوالب العمل البارد بمسحوق المعادن، يُعد استخدام مواد الحديد الزهر في قوالب الختم الكبيرة والمتوسطة الحجم في الخارج أمرًا جديرًا بالاهتمام. يُعد اتجاه التطوير مثيرًا للقلق. يتميز الحديد المطيل بمتانة ومقاومة تآكل جيدتين، كما يتميز بأداء لحام جيد، وقابلية تشغيل، وتصلب سطحي ممتاز، وتكلفته أقل من حديد الصب السبائكي. لذلك، يُستخدم على نطاق واسع في قوالب ختم السيارات.

ثامناً، الإدارة العلمية والمعلوماتية هي اتجاه تطوير مؤسسات العفن

من الجوانب المهمة الأخرى لتطوير تكنولوجيا قوالب السيارات الإدارة العلمية والمعلوماتية. فقد مكّنت الإدارة العلمية شركات القوالب من التطور المستمر نحو التصنيع الفوري والإنتاج الرشيق. أصبحت إدارة المؤسسة أكثر دقة، وتحسنت كفاءة الإنتاج بشكل كبير، وجرى تبسيط المؤسسات والروابط والموظفين غير الفعالين باستمرار. ومع تطور تكنولوجيا الإدارة الحديثة، تُستخدم على نطاق واسع العديد من أدوات إدارة المعلومات المتقدمة، بما في ذلك نظام إدارة موارد المؤسسة (ERP)، وإدارة علاقات العملاء (CRM)، وإدارة سلسلة التوريد (SCM)، وإدارة المشاريع (PM).

تسعة، التصنيع المكرر للقالب هو اتجاه لا مفر منه

يُعرّف التصنيع الدقيق للقوالب بأنه عملية تطوير ونتائج تصنيع القالب، وتحديدًا ترشيد عملية الختم وتصميم هيكل القالب، والدقة العالية في معالجة القالب، والموثوقية العالية لمنتج القالب، والإدارة الصارمة للتكنولوجيا. إن التصنيع الدقيق للقوالب ليس تقنية واحدة، بل انعكاس شامل لتقنيات التصميم والمعالجة والإدارة. بالإضافة إلى التميز التقني، تضمن الإدارة الصارمة تحقيق تصنيع دقيق للقوالب.