Введение: Традиционные проблемы, возникающие при производстве пресс-форм для сидений, решаются с помощью 3D-печати.

Автомобильная промышленность по производству автомобильных сидений вступает в производственный цикл, характеризующийся быстрыми обновлениями дизайна, множеством конфигураций и снижением веса, происходящими параллельно. Однако традиционное производство пресс-форм для сидений по-прежнему сталкивается с тремя узкими местами: длительными циклами обработки пресс-форм, сложностью формирования сложных геометрических форм полостей и низкой эффективностью охлаждения. Эти проблемы напрямую увеличивают сроки НИОКР для пенопластовых пресс-форм для сидений и литьевых форм для каркасов, а также повышают стоимость проб и ошибок в ходе программ обновления дизайна.

Технология 3D-печати пресс-форм теперь объединяет всю цепочку создания стоимости пресс-форм для автомобильных сидений — от опытного производства прототипов и итеративной оптимизации до массового производства — и стала ключевым инструментом для ведущих производителей компонентов сидений, таких как Faurecia и Brose, позволяющим снижать затраты, ускорять сроки и стимулировать инновации. В этой статье рассматривается применение 3D-печати в производстве пресс-форм для автомобильных сидений на трех этапах: проверка прототипов, изготовление пресс-форм для массового производства и примеры внедрения в Китае.

1. Этап проверки прототипа: как 3D-печать сокращает циклы итераций при изготовлении пресс-форм для сидений.

1.1. Временные и финансовые затраты на традиционное изготовление пробных пресс-форм.

Изготовление пробных форм для традиционных подушек сидений и спинок обычно занимает от 6 до 8 недель, и каждое изменение конструкции увеличивает затраты на механическую обработку. Для команд разработчиков сидений, стремящихся к быстрой итерации, это представляет собой явное узкое место в плане эффективности.

1.2 Как промышленная 3D-печать выходит на этап прототипирования

Благодаря промышленной крупноформатной 3D-печати прототипы конструктивных элементов, таких как основания сидений и защелки направляющих, могут быть изготовлены и доставлены в гораздо более короткие сроки, что значительно повышает эффективность итераций. (Примечание: для уточнения степени сокращения времени цикла рекомендуется ссылаться на внутренние данные компании или отчеты сторонних организаций, а не на непроверенные процентные показатели.)

Теперь, без необходимости многократной фрезеровки стальных форм, компании могут добиться следующих результатов:

• Быстрая проверка легких решетчатых структур
• Реальные испытания креативных дизайнерских решений, таких как сложные текстуры поверхностей.
• Предварительная проверка точности сборки и механических характеристик.

Этот подход значительно снижает затраты на метод проб и ошибок на этапе исследований и разработок сидений и обеспечивает более надежную основу для проверки при проектировании пресс-форм для массового производства. Для ознакомления с аналогичными подходами к облегчению конструкции см. «Тенденции в применении облегченных материалов в автомобильной промышленности» (рекомендуется заменить эту ссылку реальной внешней ссылкой, например, отчетом отраслевой ассоциации или авторитетного журнала).

2. Пресс-формы для массового производства: конформное охлаждение с помощью 3D-печати из металла как ключевой прорыв.

2.1 Ограничения традиционных прямосверленных каналов охлаждения

Эффективность охлаждения формы для пенопласта сиденья напрямую определяет тактовое время производственной линии и выход годных изделий из пенопласта. Традиционные формы ограничены механическим сверлением, которое ограничивает каналы охлаждения прямыми отверстиями, с трудом повторяющими сложные поверхности полостей, что ограничивает как равномерность, так и эффективность охлаждения.

2.2 Технология SLM-печати металлом обеспечивает конформное охлаждение

Используя технологию селективного лазерного плавления (SLM), можно создавать тонкие спиральные охлаждающие каналы, повторяющие форму поверхности полости, непосредственно внутри формы, преодолевая физические ограничения традиционных каналов с прямыми отверстиями. По сравнению с традиционными конструкциями, конформные охлаждающие каналы обычно обеспечивают:

• Значительное сокращение времени охлаждения пены.
• Эффективное увеличение производственной мощности на одной линии.
• Более низкий уровень дефектов внешнего вида, таких как складки и вмятины, в вспененном материале.

2.3 Цифровое управление пресс-формами: от физического хранения до архивирования моделей

Некоторые литейные заводы за рубежом внедрили технологию 3D-печати с использованием связующего вещества для производства песчаных форм для пенопласта сидений, заменив физическое хранение форм цифровым архивированием моделей. При обновлении модели автомобиля цифровую модель можно легко скорректировать для быстрого изготовления новой формы — это лучше соответствует все более частой процедуре обновления автомобилей, проводимой автопроизводителями.

3. Примеры внедрения в стране: от 3D-печатной оснастки до мелкосерийного производства прецизионных пресс-форм для литья под давлением.

В рамках практики массового производства в китайской цепочке поставок компонентов для сидений ряд поставщиков уже внедрили в производство 3D-печатную оснастку и мелкосерийные прецизионные пресс-формы для литья под давлением, с различными сценариями применения, включая:

• Накладки на фиксаторы регулировки подголовника
• Формы для компонентов ограничителя положения сиденья
• Инструменты и приспособления для производственной линии

Срок службы этих пресс-форм постепенно приближается к требованиям промышленных стандартов, что обеспечивает предварительное подтверждение надежности и экономической эффективности технологии 3D-печати в условиях массового производства. При оценке планов внедрения компаниям рекомендуется сотрудничать с профессиональным поставщиком услуг по изготовлению пресс-форм методом 3D-печати для проведения совместной оценки целесообразности, исходя из сложности их продукции и объемов производства.

Часто задаваемые вопросы

В1: Могут ли формы для сидений, изготовленные с помощью 3D-печати, напрямую заменить традиционные стальные формы для массового производства?

В настоящее время наиболее распространенными областями применения являются проверка прототипов, мелкосерийное пробное производство и вставки с конформным охлаждением. Крупномасштабное серийное производство с длительным циклом по-прежнему в основном опирается на традиционные стальные формы, при этом оба подхода дополняют друг друга.

В2: Стоимость металлических пресс-форм, изготовленных методом 3D-печати, выше, чем при традиционной механической обработке?

Себестоимость производства единицы продукции может быть выше, чем при использовании традиционных процессов, но, учитывая совокупные преимущества более коротких циклов итераций и повышения выхода годной продукции, большинство компаний сосредотачиваются на общей стоимости жизненного цикла, а не на себестоимости единицы продукции.

В3: Какие компоненты сиденья лучше всего подходят для начального этапа внедрения пресс-форм, изготовленных методом 3D-печати?

Компоненты, имеющие сложную конструкцию, часто подвергающиеся модернизации и чувствительные к эффективности охлаждения, — такие как пенопластовые формы и защелки неправильной формы, — как правило, являются более приоритетными кандидатами.

Заключение: 3D-печать меняет логику производства пресс-форм для автомобильных сидений.

От быстрых проб и ошибок на этапе создания концептуальных прототипов до повышения качества и эффективности при массовом производстве пресс-форм, 3D-печать меняет логику производства пресс-форм для автомобильных сидений. Она сокращает время выхода на рынок новых автомобильных сидений, закладывая прочную технологическую основу для масштабного производства персонализированных и легких сидений, что делает ее одним из основных направлений развития индустрии производства пресс-форм в долгосрочной перспективе.

Если вы в настоящее время рассматриваете возможность внедрения 3D-печати для изготовления форм для сидений, свяжитесь с нашей командой консультантов по технологическим процессам для бесплатной оценки выбранного варианта.