Os moldes são equipamentos básicos de processo na indústria automobilística. Mais de 90% das peças e componentes na produção de automóveis precisam ser moldados. Segundo Luo Baihui, especialista em moldes, são necessários cerca de 1.500 moldes para fabricar um carro comum, dos quais mais de 1.000 são moldes de estampagem. No desenvolvimento de novos modelos, 90% do trabalho se concentra na alteração do perfil da carroceria. Aproximadamente 60% do custo de desenvolvimento de novos modelos é destinado ao desenvolvimento da carroceria e aos processos e equipamentos de estampagem. Cerca de 40% do custo de fabricação de um veículo corresponde ao custo das peças estampadas da carroceria e à sua montagem.
No desenvolvimento da indústria de moldes automotivos, tanto no país quanto no exterior, a tecnologia de moldes apresentou as seguintes tendências de desenvolvimento.
1. A simulação do processo de estampagem (CAE) é mais proeminente.
Nos últimos anos, com o rápido desenvolvimento de softwares e hardwares, a tecnologia de simulação assistida por computador (CAE) do processo de estampagem tem desempenhado um papel cada vez mais importante. Em países desenvolvidos como Estados Unidos, Japão e Alemanha, a tecnologia CAE tornou-se parte essencial do projeto e fabricação de moldes. Ela é amplamente utilizada para prever defeitos de conformação, otimizar o processo de estampagem e a estrutura do molde, melhorar a confiabilidade do projeto e reduzir o tempo de testes. Muitas empresas nacionais de moldes automotivos também têm obtido avanços significativos na aplicação da CAE, alcançando bons resultados. A aplicação da tecnologia CAE pode reduzir consideravelmente os custos com moldes de teste e encurtar o ciclo de desenvolvimento de moldes de estampagem, tornando-se um importante meio para garantir a qualidade dos moldes. A tecnologia CAE está gradualmente transformando o projeto de moldes, passando de um projeto empírico para um projeto científico.
2. A posição do projeto 3D do molde está consolidada.
O projeto tridimensional do molde é uma parte importante da tecnologia de moldes digitais e a base para a integração do projeto, fabricação e inspeção do molde. Empresas como a Toyota e a General Motors, dos Estados Unidos, já implementaram o projeto tridimensional de moldes e obtiveram bons resultados. Alguns métodos adotados no projeto de moldes 3D no exterior merecem nossa referência. Além de contribuir para a realização da manufatura integrada, o projeto tridimensional do molde apresenta outra vantagem: facilita a inspeção por interferência e permite a realização de análises de interferência de movimento, o que resolve um problema do projeto bidimensional.
Em terceiro lugar, a tecnologia de moldes digitais tornou-se a principal tendência.
Nos últimos anos, o rápido desenvolvimento da tecnologia de moldes digitais tem se mostrado uma maneira eficaz de solucionar muitos problemas enfrentados no desenvolvimento de moldes automotivos. A chamada tecnologia de moldes digitais consiste na aplicação da tecnologia da computação ou da tecnologia assistida por computador (CAX) no processo de projeto e fabricação de moldes. Resumindo a experiência bem-sucedida de empresas nacionais e estrangeiras de moldes automotivos na aplicação da tecnologia assistida por computador, a tecnologia de moldes automotivos digitais abrange principalmente os seguintes aspectos: ① Projeto para manufaturabilidade (DFM), ou seja, a manufaturabilidade é considerada e analisada durante o projeto para garantir o sucesso do processo. ② Tecnologia auxiliar para o projeto do perfil do molde, desenvolvendo tecnologia inteligente de projeto de perfil. ③ A CAE auxilia na análise e no processo de estampagem, prevendo e solucionando possíveis defeitos e problemas de conformação. ④ Substituição do projeto bidimensional tradicional por um projeto tridimensional da estrutura do molde. ⑤ O processo de fabricação do molde adota as tecnologias CAPP, CAM e CAT. ⑥ Sob a orientação da tecnologia digital, os problemas que surgem no processo de teste do molde e produção de estampagem são tratados e solucionados.
Quarto, o rápido desenvolvimento da automação no processamento de moldes.
Tecnologia e equipamentos de processamento avançados são uma base importante para melhorar a produtividade e garantir a qualidade do produto. Não é incomum que empresas de moldes automotivos de ponta possuam máquinas-ferramenta CNC com mesas de trabalho duplas, trocadores automáticos de ferramentas (ATC), sistemas de controle fotoelétrico para processamento automático e sistemas de medição de peças em tempo real. O processamento por controle numérico evoluiu do simples processamento de perfis para o processamento abrangente de perfis e superfícies estruturais, do processamento em média e baixa velocidade para o processamento em alta velocidade, e o desenvolvimento da tecnologia de automação de processos é muito rápido.
5. A tecnologia de estampagem de chapas de aço de alta resistência é a direção de desenvolvimento futuro.
O aço de alta resistência possui excelentes características em termos de limite de escoamento, características de endurecimento por deformação, capacidade de distribuição de deformação e absorção de energia de impacto, e seu uso na indústria automotiva continua a aumentar. Atualmente, os aços de alta resistência utilizados em estampagem automotiva incluem principalmente o aço para endurecimento por pintura (aço BH), o aço bifásico (aço DP) e o aço TRIP (plasticidade induzida por transformação de fase). O Projeto Internacional de Carroceria Ultraleve (ULSAB) prevê que 97% dos veículos com conceito avançado (ULSAB-AVC) lançados em 2010 serão fabricados com aço de alta resistência. A proporção de aço de alta resistência avançado nos materiais automotivos ultrapassará 60%, e o aço bifásico representará 74% das chapas de aço automotivas. A série de aços macios utilizada principalmente em aço IF será a de chapas de aço de alta resistência, e o aço de baixa liga de alta resistência será composto principalmente por aço bifásico e chapas de aço de ultra-alta resistência. Atualmente, a aplicação de chapas de aço de alta resistência em autopeças nacionais se limita principalmente a peças estruturais e vigas, e a resistência à tração dos materiais utilizados é, em sua maioria, inferior a 500 MPa. Portanto, o rápido domínio da tecnologia de estampagem de chapas de aço de alta resistência é um problema importante que precisa ser resolvido com urgência na indústria de moldes automotivos do meu país.
6. Novos produtos de moldagem serão lançados oportunamente.
Com o desenvolvimento da alta eficiência e automação na produção de estampagem automotiva, a aplicação de matrizes progressivas na produção de peças estampadas para automóveis será cada vez mais ampla. Peças estampadas com formatos complexos, especialmente algumas peças de pequeno e médio porte que exigem múltiplos conjuntos de matrizes de estampagem de acordo com o processo tradicional, são cada vez mais produzidas por matrizes progressivas. A matriz progressiva é um tipo de produto de moldagem de alta tecnologia, tecnicamente complexo, que exige alta precisão de fabricação e possui um longo ciclo de produção. A matriz progressiva multiestação será um dos produtos de moldagem mais importantes no meu país.
Sete, os materiais de moldagem e a tecnologia de tratamento de superfície serão reutilizados.
A qualidade e o desempenho dos materiais de moldes são fatores importantes que afetam a qualidade, a vida útil e o custo dos moldes. Nos últimos anos, além da contínua introdução de diversos aços para moldes de trabalho a frio de alta tenacidade e alta resistência ao desgaste, aços para moldes de trabalho a frio temperados em chama e aços para moldes de trabalho a frio produzidos por metalurgia do pó, o uso de ferro fundido nodular para moldes de estampagem de grande e médio porte tem se mostrado uma tendência promissora no exterior. O ferro fundido nodular apresenta boa tenacidade e resistência ao desgaste, bom desempenho de soldagem, trabalhabilidade e endurecimento superficial, além de um custo inferior ao do ferro fundido ligado, sendo, portanto, cada vez mais utilizado em moldes de estampagem para a indústria automotiva.
8. A gestão científica e a informatização são as direções de desenvolvimento das empresas de moldes.
Data da publicação: 11 de maio de 2021