State lottando per ridurre i costi di produzione dello stampaggio senza sacrificare la qualità? Questo articolo analizza le strategie pratiche per aiutarvi a farlo. Dall'ottimizzazione dell'uso dei materiali alla riduzione dei costi di stampaggio degli stampi, imparerete metodi praticabili che possono portare a risparmi significativi nell'industria automobilistica. Scoprite come migliorare l'efficienza e ridurre le spese nei processi di stampaggio, assicurando che la vostra produzione rimanga competitiva e conveniente. Immergetevi per scoprire come queste tecniche possono trasformare la vostra linea di produzione e aumentare la redditività.
Con il forte sviluppo dell'industria automobilistica, la concorrenza tra le imprese del settore si sta intensificando. La riduzione dei costi di produzione dei veicoli e il miglioramento dell'efficienza produttiva sono diventati un obiettivo cruciale per le imprese.
Il costo di produzione della carrozzeria è una componente importante del costo totale del veicolo. Produzione di stampi I costi includono principalmente i costi di sviluppo degli strumenti di ispezione, i costi di stampaggio dei pezzi, i costi di stampaggio degli stampi, i costi di ammortamento delle attrezzature e i costi di manodopera.
Dal punto di vista della progettazione del processo, la riduzione dei costi dei materiali e dei costi di punzonatura è un modo efficace per ridurre i costi di stampaggio.
La riduzione dei costi dei materiali può essere studiata sia in termini di riduzione dei costi di acquisto dei materiali che di miglioramento dell'utilizzo dei materiali dei pezzi stampati.
L'intera carrozzeria in bianco comprende circa 400 parti di stampaggio, con una combinazione di materiali e spessori delle parti di stampaggio auto che va da 60 a 80.
La scelta del materiale e della qualità giusta può migliorare efficacemente l'utilizzo del materiale e ridurre i costi di acquisto.
Per gestire il materiale e lo spessore delle parti stampate per i modelli di auto precedenti, un selezione del materiale sarà istituita una biblioteca.
Nella scelta dei materiali per i nuovi modelli di auto, si darà priorità ai materiali e agli spessori verificati per i modelli precedenti. In questo modo si eviterà l'uso di materiali non comuni o difficili da acquistare, come lamiere extra-larghe, lamiere di spessore speciale, ecc.
Il complesso processo di approvvigionamento di materiali speciali può limitare fortemente il ciclo di sviluppo dei pezzi di stampaggio, con conseguenti acquisti multipli di materiali in fogli, che aumentano i costi di trasporto, stoccaggio e gestione.
Inoltre, è necessario scegliere il materiale e lo spessore appropriati in base agli indici di prestazione e ai requisiti di processo dei pezzi stampati, per evitare l'eccessiva qualità dei pezzi stampati e l'aumento dei costi dei materiali.
1) Ottimizzazione del processo di formatura.
L'allungamento e la formazione sono comuni processi di formatura utilizzati per lo stampaggio dei pezzi.
Per i pezzi stampati che subiscono un processo di formatura per stiramento, il tasso di utilizzo del materiale è limitato a causa dell'aumento del profilo supplementare del processo.
Tuttavia, alcuni pezzi strutturali con forme semplici e piccole ondulazioni possono utilizzare il processo di formatura per tranciatura, che migliora notevolmente i tassi di utilizzo del materiale.
Fig. 1 Stampo della parte stampata
Sia il processo di imbutitura che quello di formatura possono realizzare i pezzi di stampaggio illustrati nella Figura 1.
Il processo di imbutitura comprende tre sequenze: imbutitura → rifilatura + punzonatura → flangiatura.
Per garantire una rifilatura di qualità, il pezzo trafilato dovrebbe riservare un margine di rifilatura di circa 10 mm. Questo processo aumenta la superficie supplementare del processo.
Come illustrato nella Figura 2, il processo di trafilatura ha un tasso di utilizzo del materiale di 59,1%.
Anche il processo di formatura prevede tre sequenze: tranciatura del nastro → formatura → sagomatura + punzonatura, ma vanta un tasso di utilizzo del materiale più elevato, pari a 65,9% per lo stampaggio dei pezzi.
Pertanto, se la qualità dei pezzi stampati soddisfa i requisiti di utilizzo, è preferibile il processo di formatura per tranciatura. Questo processo può migliorare efficacemente il tasso di utilizzo del materiale e ridurre i costi di produzione dello stampaggio.
Fig.2 Schema del processo di disegno
2) Scegliere un metodo di layout ragionevole.
Il layout dei pezzi di stampaggio può essere suddiviso in vari tipi, come il layout a fila singola, il layout a doppia fila, il layout misto a due pezzi, il layout sfalsato, ecc.
La scelta del metodo di layout ha un impatto diretto sull'utilizzo del materiale dei pezzi stampati.
Nella Figura 3 è mostrato uno schema di layout a fila singola per lo stampaggio di pezzi, con un tasso di utilizzo del materiale di 61,4%. La Figura 4 mostra invece uno schema di layout sfalsato per lo stampaggio dei pezzi, con un tasso di utilizzo del materiale di 73,7%.
Il tasso di utilizzo del materiale nella Figura 4 è di 12,3% superiore a quello della Figura 3.
Fig.3 Layout a fila singola
Fig.4 Disposizione sfalsata
I pezzi da stampare sono realizzati in materiale DC01, con uno spessore di 2,0 mm e un peso di circa 0,14 kg per pezzo. La quantità richiesta per ogni pezzo è di 1.
Sulla base di un calcolo del prezzo della lamiera di 4500 yuan/ton, il costo del materiale per un pezzo stampato si riduce di 0,16 yuan.
Ipotizzando un piano di produzione di 50.000 veicoli all'anno, la Figura 4 permette di risparmiare 8.000 yuan all'anno rispetto alla Figura 3.
Pertanto, è essenziale ottimizzare continuamente il metodo di layout durante la fase di progettazione del processo, determinare il piano migliore e migliorare il tasso di utilizzo del materiale del veicolo.
Durante le fasi di lavorazione e produzione, è fondamentale riconfermare il metodo di layout per garantire l'attuazione del piano migliore.
3) Utilizzo dei rifiuti.
In genere esistono due approcci all'utilizzo degli scarti: l'utilizzo di scarti di grandi dimensioni come piccoli pezzi grezzi o la produzione di kit.
L'utilizzo dei materiali di scarto può aumentare indirettamente il tasso di utilizzo del materiale e ridurre i costi di produzione dello stampaggio. In pratica, alcuni pezzi stampati di grandi dimensioni devono essere tagliati con un processo di imbutitura o di caduta di materiale per garantire la formabilità, come ad esempio il materiale di caduta per le aperture delle porte laterali.
Dopo aver raccolto questi scarti, possono essere utilizzati per formare piccoli pezzi di stampaggio direttamente o dopo averli tagliati e adattati al materiale e allo spessore.
La Figura 5 mostra lo schema di sbobinatura del materiale della piastra esterna di un autocarro, in cui lo scarto tagliato nella posizione della porta può essere utilizzato per produrre due piccole parti di stampaggio per il modello del veicolo. La quantità di produzione è esattamente sufficiente a soddisfare i requisiti di un singolo pezzo di stampaggio di piccole dimensioni.
Fig. 5 Riutilizzo del materiale di scarto dell'apertura della porta esterna della parete laterale
La produzione di kit si riferisce a un raggruppamento di tranci, in cui i piccoli tranci sono progettati per essere inseriti direttamente nell'area di scarto supplementare del processo di tranciatura di grandi dimensioni. Vengono quindi formati insieme agli stampati di grandi dimensioni e separati mediante taglio post-sequenza. In alternativa, i pezzi di tranciatura piccoli possono essere prodotti combinando i pezzi di sinistra e di destra in un'area complementare al processo, come mostrato nella Figura 6.
La produzione di kit può migliorare i tassi di utilizzo del materiale, ridurre il costo delle parti di stampaggio di piccole dimensioni e minimizzare il costo dei tempi di punzonatura. Tuttavia, la produzione di kit aumenta la difficoltà del processo ed è necessario ottimizzare ripetutamente la forma del prodotto e condurre analisi CAE nella fase SE per garantire la formabilità delle due parti di stampaggio.
Inoltre, è essenziale considerare il metodo di raccolta dei piccoli pezzi di stampaggio in fase di progettazione per evitare difetti di qualità, come urti e graffi, durante il processo di produzione.
Fig. 6 Kit processo di stampaggio pianificazione
Esistono due modi principali per ridurre i costi di stampaggio delle auto: ridurre il tonnellaggio della pressa e diminuire il numero di stampi necessari.
Il tonnellaggio di una pressa è determinato principalmente da diversi fattori, tra cui la forza di formatura richiesta per il pezzo da stampare, le dimensioni dello stampo, l'altezza di chiusura dello stampo e l'altezza di carico dello stampo.
Se la dimensione dello stampo è il fattore limitante nella scelta del tonnellaggio della pressa, è possibile ridurre il tonnellaggio ottimizzando la struttura interna dello stampo e riducendone le dimensioni. Questo, a sua volta, contribuisce a ridurre i costi di stampaggio.
Quando le dimensioni dello stampo diventano un fattore limitante per la scelta del tonnellaggio della pressa, è fondamentale garantire le prestazioni e la resistenza strutturale dello stampo. Ottimizzando la struttura interna dello stampo e riducendone le dimensioni, è possibile diminuire il tonnellaggio della pressa, riducendo così il costo dello stampaggio.
Un'altra alternativa è quella di scegliere, al momento dell'acquisto, una pressa con un piano di lavoro di dimensioni maggiori. Ciò può contribuire a ridurre le dimensioni della macchina utensile per lo stampo.
(1) Scegliere il processo di produzione di stampi accoppiati.
La produzione di stampi accoppiati può non solo ridurre la generazione di scarti di processo supplementari e migliorare l'utilizzo dei materiali, ma anche diminuire il numero di stampi, risparmiando così i costi per lo sviluppo degli stampi e la punzonatura, come illustrato nella Figura 7.
Utilizzando la produzione di stampi accoppiati, il piano destro/sinistro non solo migliora la formabilità dei pezzi stampati, ma consente anche di risparmiare direttamente 4 coppie di fustellatura costi rispetto alla produzione singola.
Fig. 7 Processo di produzione di matched-die
La produzione di stampi accoppiati non è limitata alle parti simmetriche destra/sinistra. Pertanto, durante la fase di progettazione del processo, è importante considerare appieno il processo di produzione a stampi accoppiati per ridurre i costi di stampaggio dell'intera vettura.
(2) L'uso di matrici multiposizione.
Uno stampo multiposizione può essere utilizzato per produrre una o più parti di stampaggio in un unico stampo con diversi contenuti di processo, come illustrato nella Figura 8 (struttura dello stampo).
Con questa macchina utensile è possibile realizzare tre processi di stampaggio dei pezzi in un unico ciclo di punzonatura:
OP20 rifilatura + punzonatura → OP30 flangiatura + sagomatura → OP40 rifilatura + punzonatura + punzonatura laterale.
La dimensione dello stampo è di circa 1720mm×1940mm×900mm e può essere utilizzata su una pressa da 1000t.
Il costo di una corsa è di circa 4,5 yuan.
Se i 3 processi della parte di stampaggio sono progettati in base a 3 serie di stampi, le tonnellate di pressa richieste dagli stampi sono rispettivamente 500t, 630t e 500t, e il costo di una punzonatura è di circa 5,9 yuan.
L'utilizzo di uno stampo multiposizione non solo riduce i costi di sviluppo dello stampo e minimizza il tempo di flusso tra i processi, ma riduce anche direttamente il costo dello stampaggio dei pezzi.
Figura 8 matrice multistazione
(3) Use progressive die.
Il disegno di progetto del processo di stampaggio progressivo per un modello di autovettura è mostrato nella Figura 9.
Durante la produzione, un solo operatore e una sola pressa sono sufficienti per fabbricare i pezzi di stampaggio.
L'utilizzo della tecnologia a stampi progressivi riduce significativamente il numero di operatori e presse necessarie, assicurando al contempo un'elevata stabilità di produzione e garantendo efficacemente la qualità dei pezzi.
Fig.9 Progettazione del processo di stampaggio progressivo
(4) Adopt il due-stampo layout del processo di stampaggio.
Alcuni produttori di stampi installano due serie di stampi su una pressa di grande tonnellaggio direttamente o tramite una dima per la produzione, per risolvere il problema della saturazione della produzione delle presse di piccolo tonnellaggio e dello spreco di risorse nella produzione di stampi singoli delle presse di grande tonnellaggio.
Per implementare questo metodo di produzione, è necessario garantire che le altezze di chiusura dei due stampi siano identiche e che le forze di formatura richieste siano simili, per evitare che una forza non uniforme sui lati destro e sinistro influisca sulla precisione della pressa.
Il miglioramento del tasso di utilizzo del materiale e la riduzione dei costi di punzonatura possono non avere un impatto significativo su un singolo pezzo di stampaggio, ma possono migliorare notevolmente l'efficienza e l'economicità di un veicolo completo con una produzione annuale di oltre 10.000 unità.
Le aziende automobilistiche dovrebbero quindi concentrarsi sullo studio e sull'implementazione di nuove tecnologie e processi di stampaggio per ottenere questi vantaggi.
È inoltre importante migliorare costantemente l'utilizzo dei materiali e ridurre al minimo i costi di stampaggio, per aiutare le aziende a stabilire una posizione forte nel settore e facilitare una crescita costante.