Nghiên cứu điển hình về khuôn đúc áp lực hợp kim nhôm: Sản xuất chính xác cho ứng dụng ô tô

Nghiên cứu điển hình này ghi lại cách khuôn đúc áp lực hợp kim nhôm chính xác của chúng tôi đã giải quyết các vấn đề hỏng hóc sớm cho một nhà sản xuất linh kiện ô tô sản xuất nắp xích động cơ V8. Bằng cách triển khai một khuôn ba tấm sáng tạo với hệ thống cổng kép, chúng tôi đã kéo dài tuổi thọ của khuôn từ 20.000 lên hơn 100.000 lần bắn trong khi vẫn duy trì độ chính xác về kích thước trong khoảng ±0,01mm.

Khách hàng, một nhà cung cấp phụ tùng ô tô hàng đầu, phải đối mặt với những thách thức sản xuất đáng kể với các chi tiết đúc nắp xích động cơ V8 của họ. Linh kiện này yêu cầu độ ổn định kích thước đặc biệt và chất lượng bề mặt để có chức năng bịt kín thích hợp, nhưng các thiết kế khuôn truyền thống liên tục bị hỏng ở khoảng 20.000 chu kỳ do xói mòn ở các khu vực bịt kín quan trọng.

Thách thức kỹ thuật chính tập trung vào thiết kế dạng đóng của linh kiện và các yêu cầu bịt kín cụ thể. Nắp xích, được làm từ hợp kim nhôm A380 với mật độ 2,45g/cm³, có kích thước 305,059mm * 243,811mm * 88,683mm với độ dày thành ≥2,1mm. Thiết kế khuôn thông thường khiến nhôm nóng chảy tác động trực tiếp vào khu vực rãnh bịt kín trong quá trình phun, dẫn đến:

• Nứt sớm ở các bề mặt bịt kín quan trọng sau khoảng 20.000 chu kỳ
• Các vết nứt nổi lên có thể nhìn thấy trên các linh kiện đúc làm giảm hiệu suất bịt kín
• Gián đoạn sản xuất thường xuyên để bảo trì khuôn và thay thế linh kiện
• Chất lượng bộ phận không nhất quán ảnh hưởng đến độ chính xác và hiệu suất lắp ráp

Nhóm kỹ thuật của chúng tôi đã phát triển một giải pháp toàn diện tập trung vào kiến trúc khuôn, lựa chọn vật liệu và độ chính xác sản xuất:

Chúng tôi đã triển khai một cấu trúc khuôn ba tấm với hệ thống cổng kép trung tâm đã cách mạng hóa kiểu điền đầy. Thiết kế này có các đặc điểm sau:

• Vị trí cổng kép được định vị chiến lược để tránh tác động trực tiếp lên các khu vực rãnh bịt kín nhạy cảm
• Hệ thống dẫn hướng tối ưu hóa đảm bảo điền đầy cân bằng và giảm nhiễu loạn
• Cơ chế khóa và giới hạn nâng cao tương thích với thiết bị đúc áp lực của khách hàng
• Bề mặt phân tách cong loại bỏ sự cần thiết của các mảnh rời và đơn giản hóa việc đẩy ra

Sử dụng khả năng gia công CNC của chúng tôi, chúng tôi đã sản xuất các bộ phận khuôn với độ chính xác đặc biệt:

• Chế tạo đế khuôn từ thép H13 cao cấp với khả năng chịu nhiệt vượt trội
• Gia công khoang đạt được độ hoàn thiện bề mặt Ra 0,4μm để cải thiện việc giải phóng bộ phận
• Kênh làm mát phù hợp được tạo ra bằng công nghệ sản xuất bồi đắp
• Xác minh kích thước ở mọi giai đoạn sản xuất đảm bảo lỗi tích lũy <0,01mm

Chúng tôi đã triển khai một hệ thống kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt bao gồm:

• Mô phỏng CAE về việc điền đầy khuôn và đông đặc bằng phần mềm AnyCasting
• Kiểm tra máy đo tọa độ (CMM) về các kích thước quan trọng
• Chạy thử sản xuất với tài liệu thông số chi tiết
• Xử lý bề mặt thông qua nitriding để tăng cường khả năng chống mài mòn

Việc triển khai khuôn đúc áp lực hợp kim nhôm của chúng tôi đã mang lại kết quả thay đổi:

• Tuổi thọ của khuôn tăng 500%, từ 20.000 lên hơn 100.000 chu kỳ
• Giảm tần suất bảo trì với khoảng thời gian dài hơn giữa các dịch vụ phòng ngừa
• Chất lượng bộ phận nhất quán được duy trì trong suốt quá trình sản xuất kéo dài

• Giảm 30% thời gian chu kỳ thông qua thiết kế kênh làm mát tối ưu hóa
• Tỷ lệ sản lượng đạt yêu cầu lần đầu là 95% loại bỏ các hoạt động gia công lại thứ cấp
• Cải thiện 27% hiệu quả thiết bị tổng thể (OEE) cho dây chuyền sản xuất

• Độ chính xác về kích thước liên tục được duy trì trong thông số kỹ thuật ±0,01mm
• Chất lượng hoàn thiện bề mặt đạt Ra 1,6μm mà không cần xử lý bổ sung
• Không có khuyết tật rãnh bịt kín trong suốt thời gian xác nhận là 50.000 chu kỳ

"Thiết kế khuôn sáng tạo và sản xuất chính xác do SINBO cung cấp đã thay đổi khả năng sản xuất của chúng tôi. Chúng tôi đã đạt được tuổi thọ khuôn chưa từng có trong khi vẫn duy trì các tiêu chuẩn chất lượng nghiêm ngặt nhất cho khách hàng ô tô cao cấp của chúng tôi. Quan hệ đối tác kỹ thuật và hỗ trợ liên tục là vô giá đối với hoạt động của chúng tôi." - Giám đốc sản xuất, Công ty ô tô của khách hàng

Nghiên cứu điển hình này chứng minh cách thiết kế khuôn chiến lược và sản xuất chính xác có thể giải quyết các thách thức sản xuất phức tạp trong đúc áp lực nhôm. Chuyên môn kỹ thuật của chúng tôi trong gia công CNC và kỹ thuật khuôn đã cho phép khách hàng đạt được những cải tiến đáng kể về năng suất, chất lượng và hiệu quả chi phí. Sự thành công của dự án này nhấn mạnh cam kết của chúng tôi trong việc cung cấp các giải pháp giải quyết các thách thức sản xuất trong thế giới thực đồng thời vượt qua các ranh giới của những gì có thể trong công nghệ đúc áp lực.