Laserblustechnologie: een efficiënte oplossing die de productie van matrijzen in de auto-industrie radicaal verandert
Op het gebied van de productie van matrijzen voor auto's hebben traditionele blusprocessen (zoals vlamdoving en inductiedoving) vaak moeite om te voldoen aan de vereisten voor hoge precisie en korte cycli van matrijzen in het Industrie 4.0-tijdperk, vanwege problemen als grote thermische vervorming, onstabiele hardheid en lange verwerkingscycli. Vertrouwend op de kernvoordelen van "lokale hoge temperaturen, snelle zelf-koeling en minimale vervorming", lost laserblustechnologie niet alleen de pijnpunten van traditionele processen op, maar optimaliseert ook de verwerkingsworkflows en verlaagt de productiekosten. Het is een kerntechnologie geworden voor de oppervlakteversterking van matrijzen voor auto's (bijvoorbeeld draadtrekmatrijzen, snij-inzetstukken van snijmatrijzen) en biedt belangrijke ondersteuning voor de auto-industrie om aan persoonlijke en intelligente eisen te voldoen.
Het oplossen van vervormings- en precisieproblemen bij traditioneel afschrikken voor automatrijzen
Traditionele afschrikprocessen hebben de neiging aanzienlijke thermische vervorming van automatrijzen te veroorzaken vanwege hun brede verwarmingsbereik en oncontroleerbare koelsnelheid. De convexe R-positie van draadtrekmatrijzen of oppervlakken met een grote stroom plaatmetaal vereisen bijvoorbeeld een hoge slijtvastheid, maar conventionele vlamdoving kan matrijsvervorming veroorzaken van meer dan 0,1 mm. Dit vereist aanvullende correctieprocessen, die niet alleen de cyclus verlengen (gemiddeld 15 dagen per set), maar ook gemakkelijk leiden tot hardheidsschommelingen (±5HRC).
Bij laserdoving wordt gebruik gemaakt van een laserstraal met een hoge-vermogensdichtheid (10⁴-10⁷W/cm²) om zich te concentreren op oppervlakteverwarming. De zelfafkoelsnelheid van de matrix bereikt meer dan 5000 graden/s, met een door hitte beïnvloede zone (HAZ) van slechts 0,1-2,0 mm, en de vervorming kan binnen 0,05 mm worden gecontroleerd. Nadat laserdoving was toegepast op de mal van het binnenpaneel van de deur van een bepaald voertuigmodel, vertoonde scannen met blauw licht geen afwijking in de oppervlakteprecisie en werd de hardheid van het convexe R-gebied stabiel gehandhaafd op 58-62 HRC. Er werd voldaan aan de kwaliteitseisen zonder dat er aanvullende correctieprocessen nodig waren.
Nauwkeurige toepassing van laserblussen op inzetstukken van automatrijzen
Het oppervlakteafschrikken van inzetstukken voor auto-matrijzen (bijvoorbeeld het trimmen van inzetstukken van snijmatrijzen, het vormgeven van inzetstukken van vormmatrijzen) is van cruciaal belang voor het garanderen van de snij- en vormprecisie van mallen. Wanneer traditionele vlamdoving wordt gebruikt om inzetstukken te verwerken, ontstaan er gemakkelijk twee grote problemen: ten eerste is de vervorming groot (gemiddeld 0,15 mm), waardoor secundaire verwerking nodig is om vervorming te elimineren en zo de productiecyclus te verlengen; ten tweede, wanneer het afschrikgebied van de vorminzetstukken groot is, zal er waarschijnlijk tempering optreden, wat resulteert in een ongekwalificeerde oppervlaktehardheid (minder dan 50 HRC).
Laserafschrikken lost de bovenstaande problemen perfect op door het workflowontwerp van "afschrikken na afwerkingsbewerking". Nadat laserdoving was toegepast op een bepaald snij-inzetstuk, werd de vervorming teruggebracht tot 0,02 mm, waardoor de noodzaak voor secundaire bewerking werd geëlimineerd; de uniformiteit van de hardheid werd verbeterd tot ±1HRC en het risico van temperen werd vermeden. Dit voldoet volledig aan de eisen van wisselplaten voor hoge precisie en hoge slijtvastheid.
Laserblussen optimaliseert workflows: verbetert de efficiëntie en verlaagt de kosten van automatrijzen
De kern van de optimalisatie van laserquenching voor de verwerking van matrijzen voor auto's ligt in het reorganiseren van de volgorde van "quenchen" en "finish machining", waardoor de workflow aanzienlijk wordt verkort en de kosten worden verlaagd.
De traditionele vlamdovende workflow is:Oppervlaktebewerking → Semi-{0}}bewerking → Vlamdoving → Bewerking van vervormingseliminatie → Fittermontage → Bewerking van oppervlakteafwerking → Debuggen → Levering, waarbij veel processen en een lange cyclus betrokken zijn.
Daarentegen is de workflow voor laserafschrikken vereenvoudigd tot:Oppervlaktebewerking → Semi-{0}}bewerking → Fittermontage → Bewerking van oppervlakteafwerking → Laserafschrikken → Debuggen en aanpassen, waardoor meer dan 30% van de processen wordt verminderd.
In de praktijk werd, nadat een grote automatrijzenfabriek laserblussen had toegepast, de productiecyclus van de matrijzen verkort van 60 dagen naar 42 dagen en werd de verwerkingsefficiëntie met meer dan 30% verbeterd. Tegelijkertijd is het energieverbruik bij laserdoving slechts 1/5 van dat bij vlamdoving. Gecombineerd met een 3-5 keer langere levensduur van de matrijzen, worden de uitgebreide productiekosten met meer dan 50% verlaagd.
Laserblussen verbetert de oppervlaktekwaliteit: voldoet aan de hoge eisen voor automatrijzen onder Industrie 4.0
In het Industrie 4.0-tijdperk stellen Original Equipment Manufacturers (OEM's) aanzienlijk hogere eisen aan de oppervlaktekwaliteit en precisiestabiliteit van automatrijzen. Als gevolg van ongelijkmatige verwarming veroorzaakt traditioneel vlamdoven vaak oppervlaktestapverschillen (gemiddeld 0,08 mm) op mallen na de afwerking, wat leidt tot een ongekwalificeerde oppervlaktekwaliteit. Laserafschrikken, met zijn minimale vervorming, kan echter worden uitgevoerd nadat het matrijsoppervlak volledig is afgewerkt-, waardoor het probleem van stapverschillen fundamenteel wordt vermeden.
Matrijzen behandeld met laserafschrikking hebben een uniforme oppervlaktehardheid (± 1HRC) en een lage ruwheid (minder dan Ra0,8 μm), die kunnen voldoen aan de strikte normen van klanten voor de assemblageprecisie van bedekkende onderdelen. Ondertussen voldoet het kenmerk dat er geen koelmedia zoals water of olie nodig zijn, ook aan de eisen op het gebied van milieubescherming van de auto-industrie, en past het zich verder aan het groene productieconcept van Industrie 4.0 aan.
Laserblussen leidt de toekomstige trend van de productie van matrijzen voor de automobielindustrie
Met de belangrijkste voordelen van "minimale vervorming, hoge hardheid, korte cyclus en lage kosten" lost de laserafschriktechnologie niet alleen veel problemen op van traditionele warmtebehandelingsprocessen voor automatrijzen-het demonstreert aanzienlijke waarde in de lokale versterking van draadtrekmatrijzen, precisiecontrole van wisselplaten en algehele verbetering van de efficiëntie van de workflow.
Tegen de achtergrond van de transformatie van de auto-industrie naar digitalisering, intelligentie en personalisatie kan laserblustechnologie niet alleen voldoen aan de eisen van OEM's op het gebied van korte matrijscycli en hoge kwaliteit, maar ook de uitgebreide kosten verlagen. In de toekomst zal het zeker op grotere schaal worden toegepast op het gebied van de productie van matrijzen voor auto's en een sleutelrol spelen in de technologische modernisering van de industrie.