Studium przypadku form odlewniczych ze stopów aluminium: Precyzyjna produkcja dla zastosowań motoryzacyjnych

Niniejsze studium przypadku dokumentuje, w jaki sposób nasza precyzyjna forma do odlewania ciśnieniowego ze stopu aluminium rozwiązała problemy z przedwczesnymi awariami dla producenta komponentów motoryzacyjnych produkującego pokrywy łańcucha silnika V8. Poprzez wdrożenie innowacyjnej formy trójpłytowej z systemem podwójnego wlewu, wydłużyliśmy żywotność formy z 20 000 do ponad 100 000 cykli, zachowując jednocześnie dokładność wymiarową w granicach ±0,01 mm.

Klient, wiodący dostawca części samochodowych, borykał się ze znacznymi wyzwaniami produkcyjnymi związanymi z odlewami pokryw łańcucha silnika V8. Komponent wymagał wyjątkowej stabilności wymiarowej i jakości powierzchni dla prawidłowego uszczelnienia, ale tradycyjne konstrukcje form konsekwentnie zawodziły po około 20 000 cykli z powodu erozji w krytycznych obszarach uszczelnień.

Głównym wyzwaniem technicznym była konstrukcja zamknięta komponentu i specyficzne wymagania dotyczące uszczelnienia. Pokrywa łańcucha, wykonana ze stopu aluminium A380 o gęstości 2,45 g/cm³, miała wymiary 305,059 mm * 243,811 mm * 88,683 mm i grubość ścianki ≥2,1 mm. Konwencjonalna konstrukcja formy powodowała bezpośrednie uderzenie stopionego aluminium w obszar rowka uszczelniającego podczas wtrysku, co prowadziło do:

• Wczesnych pęknięć w krytycznych powierzchniach uszczelniających po około 20 000 cykli
• Widocznych wypukłych pęknięć na odlewanych komponentach, pogarszających działanie uszczelnienia
• Częstych przerw w produkcji w celu konserwacji formy i wymiany komponentów
• Niespójnej jakości części wpływających na precyzję montażu i wydajność

Nasz zespół techniczny opracował kompleksowe rozwiązanie skupiające się na architekturze formy, doborze materiałów i precyzji produkcji:

Wdrożyliśmy strukturę formy trójpłytowej z systemem podwójnego wlewu centralnego, która zrewolucjonizowała wzór napełniania. Ta konstrukcja charakteryzowała się:

• Umieszczeniem podwójnego wlewu strategicznie rozmieszczonym, aby uniknąć bezpośredniego uderzenia w wrażliwe obszary rowków uszczelniających
• Zoptymalizowanym systemem kanałów zapewniającym zrównoważone napełnianie i zmniejszoną turbulencję
• Ulepszonymi mechanizmami blokującymi i ograniczającymi kompatybilnymi ze sprzętem do odlewania ciśnieniowego klienta
• Zakrzywionymi powierzchniami podziału eliminującymi potrzebę luźnych elementów i upraszczającymi wyrzut

Wykorzystując nasze możliwości obróbki CNC, wyprodukowaliśmy komponenty formy z wyjątkową dokładnością:

• Wykonanie podstawy formy z wysokiej jakości stali H13 o doskonałej odporności na ciepło
• Obróbka gniazda osiągająca wykończenie powierzchni Ra 0,4μm dla lepszego uwalniania części
• Konformalne kanały chłodzące utworzone przy użyciu technologii produkcji addytywnej
• Weryfikacja wymiarowa na każdym etapie produkcji, zapewniająca błędy skumulowane <0,01 mm

Wdrożyliśmy rygorystyczny system kontroli jakości, obejmujący:

• Symulację CAE napełniania i krzepnięcia formy za pomocą oprogramowania AnyCasting
• Weryfikację za pomocą współrzędnościowej maszyny pomiarowej (CMM) krytycznych wymiarów
• Próbne serie produkcyjne ze szczegółową dokumentacją parametrów
• Obróbkę powierzchni poprzez azotowanie w celu zwiększenia odporności na zużycie

Wdrożenie naszej formy do odlewania ciśnieniowego ze stopu aluminium przyniosło transformacyjne wyniki:

• Żywotność formy wzrosła o 500%, z 20 000 do ponad 100 000 cykli
• Zmniejszona częstotliwość konserwacji z dłuższymi przerwami między usługami zapobiegawczymi
• Spójna jakość części utrzymana przez cały okres wydłużonej produkcji

• 30% redukcja czasu cyklu dzięki zoptymalizowanej konstrukcji kanałów chłodzących
• 95% wskaźnik wydajności za pierwszym razem eliminujący wtórne operacje przeróbcze
• 27% poprawa ogólnej efektywności sprzętu (OEE) dla linii produkcyjnej

• Dokładność wymiarowa konsekwentnie utrzymywana w specyfikacji ±0,01 mm
• Jakość wykończenia powierzchni osiągająca Ra 1,6μm bez dodatkowej obróbki
• Zero wad rowków uszczelniających przez cały okres walidacji wynoszący 50 000 cykli

"Innowacyjna konstrukcja formy i precyzyjna produkcja dostarczona przez SINBO zrewolucjonizowały nasze możliwości produkcyjne. Osiągnęliśmy bezprecedensową trwałość formy przy jednoczesnym zachowaniu najsurowszych standardów jakości dla naszych klientów z branży motoryzacyjnej premium. Partnerstwo techniczne i stałe wsparcie były nieocenione dla naszej działalności." - Kierownik Produkcji, Client Automotive Company

Niniejsze studium przypadku pokazuje, w jaki sposób strategiczne projektowanie form i precyzyjna produkcja mogą rozwiązywać złożone wyzwania produkcyjne w odlewnictwie ciśnieniowym aluminium. Nasza ekspertyza techniczna w obróbce CNC i inżynierii form umożliwiła klientowi osiągnięcie znacznej poprawy wydajności, jakości i opłacalności. Sukces tego projektu podkreśla nasze zaangażowanie w dostarczanie rozwiązań, które odpowiadają na rzeczywiste wyzwania produkcyjne, jednocześnie przesuwając granice tego, co możliwe w technologii odlewania ciśnieniowego.