Le moule est l'équipement de base de l'industrie automobile. Plus de 90 % des pièces automobiles doivent être façonnées par le moule. La fabrication d'une voiture standard nécessite environ 1 500 jeux de moules, dont environ 1 000 jeux d'outils d'emboutissage. Lors du développement de nouveaux modèles, 90 % de la charge de travail est consacrée aux modifications du profil de la carrosserie. Environ 60 % du coût de développement des nouveaux modèles est consacré au développement des procédés et équipements de carrosserie et d'emboutissage. L'emboutissage et l'assemblage de la carrosserie représentent environ 40 % du coût total de fabrication d'un véhicule.
Dans le développement de l'industrie des moules automobiles au pays et à l'étranger, la technologie des moules présente les tendances de développement suivantes.
Tout d’abord, le statut de conception tridimensionnelle du moule a été consolidé
La conception tridimensionnelle des moules est un élément important de la technologie des moules numériques et constitue la base de l'intégration de la conception, de la fabrication et de l'inspection des moules. Toyota, les États-Unis et d'autres entreprises ont mis au point des moules tridimensionnels et obtenu d'excellents résultats. Certaines pratiques adoptées à l'étranger en matière de conception tridimensionnelle méritent d'être étudiées. Outre sa facilité de fabrication intégrée, la conception tridimensionnelle facilite la vérification des interférences et permet d'effectuer une analyse des interférences de mouvement pour résoudre les problèmes de conception bidimensionnelle.
Deuxièmement, la simulation du processus d’emboutissage (IAO) est plus importante
Ces dernières années, avec le développement rapide des logiciels et du matériel informatique, la technologie de simulation (IAO) du formage à la presse a joué un rôle croissant. Aux États-Unis, au Japon, en Allemagne et dans d'autres pays développés, la technologie IAO est devenue un élément essentiel de la conception et de la fabrication des moules. Elle est largement utilisée pour prédire les défauts de formage, optimiser le processus d'emboutissage et la structure des moules, améliorer la fiabilité de la conception des moules et réduire la durée des essais. De nombreux fabricants nationaux de moules automobiles ont réalisé des progrès significatifs dans l'application de la technologie IAO et obtenu d'excellents résultats. L'application de la technologie IAO permet de réduire considérablement le coût des moules d'essai et de raccourcir le cycle de développement des outils d'emboutissage, ce qui est devenu un moyen important de garantir la qualité des moules. La technologie IAO transforme progressivement la conception des moules, passant d'une conception empirique à une conception scientifique.
Troisièmement, la technologie des moules numériques est devenue la norme
Le développement rapide de la technologie des moules numériques ces dernières années constitue un moyen efficace de résoudre de nombreux problèmes rencontrés dans le développement de moules automobiles. Cette technologie consiste à appliquer l'informatique, ou technologie assistée par ordinateur (CAX), à la conception et à la fabrication de moules. Voici un résumé des expériences réussies d'entreprises nationales et étrangères de moules automobiles dans l'application de cette technologie. La technologie des moules numériques pour l'automobile comprend principalement les aspects suivants : 1. La conception pour la fabricabilité (DFM), qui prend en compte et analyse la fabricabilité dès la conception afin de garantir la réussite du processus. 2. La technologie auxiliaire de conception de surface de moule développe une technologie de conception intelligente des profils. 3. L'IAO contribue à l'analyse et à la simulation du processus d'emboutissage, prédisant et résolvant les éventuels défauts et problèmes de formage. 4. Remplacer la conception bidimensionnelle traditionnelle par une conception tridimensionnelle de la structure du moule. 5. Le processus de fabrication des moules utilise les technologies CAPP, FAO et CAT. 6. Grâce à la technologie numérique, résoudre les problèmes lors des essais et de la production d'emboutissage.
Quatrièmement, le développement rapide de l’automatisation du traitement des moules
Les technologies et équipements de traitement de pointe constituent des bases essentielles pour améliorer la productivité et garantir la qualité des produits. Il n'est pas rare que les entreprises de moulage automobile de pointe utilisent des machines-outils CNC, des changeurs d'outils automatiques (ATC), des systèmes de contrôle optoélectronique d'usinage automatique et des systèmes de mesure en ligne pour les pièces. L'usinage CNC a évolué du simple usinage de profils à l'usinage à grande échelle de surfaces profilées et structurelles. De l'usinage à moyenne et basse vitesse à l'usinage à grande vitesse, les technologies d'automatisation de l'usinage ont connu un développement rapide.
5. La technologie d'emboutissage de plaques d'acier à haute résistance est la future direction de développement
Les aciers à haute résistance sont particulièrement adaptés à l'automobile grâce à leurs excellentes caractéristiques en termes de rendement, d'écrouissage, de répartition des contraintes et d'absorption d'énergie de collision. Actuellement, les aciers à haute résistance utilisés dans les pièces embouties automobiles comprennent principalement l'acier trempé à la peinture (acier BH), l'acier duplex (acier DP) et l'acier plastique à changement de phase (acier TRIP). Le projet international de carrosserie ultralégère (ULSAB) prévoit que 97 % des modèles conceptuels avancés (ULSAB-AVC) lancés en 2010 seront des aciers à haute résistance, et que la proportion de tôles d'acier à haute résistance avancées dans les matériaux automobiles dépassera 60 %, et que l'acier duplex représentera 74 % des tôles d'acier des véhicules.
Les aciers doux, principalement à base d'acier IF, aujourd'hui largement utilisés, seront remplacés par des tôles d'acier à haute résistance, tandis que les aciers faiblement alliés à haute résistance seront remplacés par des aciers biphasés et des aciers à très haute résistance. Actuellement, l'utilisation des tôles d'acier à haute résistance pour les pièces automobiles nationales se limite principalement aux pièces de structure et aux poutres, et la résistance à la traction des matériaux utilisés est supérieure à 500 MPa. Par conséquent, la maîtrise rapide de la technologie d'emboutissage des tôles d'acier à haute résistance est un enjeu crucial pour l'industrie chinoise des moules automobiles.
Sixièmement, de nouveaux produits de moulage seront lancés en temps voulu
Avec le développement de l'efficacité et de l'automatisation de la production d'emboutissage automobile, l'utilisation de matrices progressives se généralisera dans la production de pièces embouties. Les pièces embouties de formes complexes, notamment les pièces complexes de petite et moyenne taille nécessitant plusieurs paires de poinçons dans le procédé conventionnel, sont de plus en plus souvent formées par formage par matrice progressive. La matrice progressive est un produit de moulage de haute technologie présentant une grande complexité technique, une grande précision de fabrication et un cycle de production long. La matrice progressive multipostes sera l'un des principaux produits de moulage développés en Chine.
Sept, les matériaux de moulage et la technologie de traitement de surface seront réutilisés
La qualité et les performances du matériau du moule sont des facteurs importants qui influent sur sa qualité, sa durée de vie et son coût. Ces dernières années, outre l'apparition d'une variété d'aciers pour matrices de travail à froid à haute ténacité et résistance à l'usure, d'aciers pour matrices de travail à froid trempés à la flamme et d'aciers pour matrices de travail à froid issus de la métallurgie des poudres, l'utilisation de fonte dans les matrices d'emboutissage de grandes et moyennes dimensions à l'étranger s'est avérée rentable. Cette tendance de développement est préoccupante. La fonte ductile présente une bonne ténacité et une bonne résistance à l'usure, ainsi que de bonnes performances de soudage, d'usinabilité et de durcissement superficiel. Son coût est inférieur à celui de la fonte alliée. C'est pourquoi elle est largement utilisée dans les matrices d'emboutissage automobile.
Huitièmement, la gestion scientifique et l'informatisation constituent la direction du développement des entreprises de moulage
Un autre aspect important du développement des technologies de moulage automobile est la gestion scientifique et informatique. Cette gestion a permis aux entreprises de moulage de progresser continuellement vers la production juste-à-temps et la production au plus juste. La gestion d'entreprise est plus précise, l'efficacité de la production est considérablement améliorée et les institutions, les liens et le personnel inefficaces sont constamment rationalisés. Avec l'évolution des technologies de gestion modernes, de nombreux outils de gestion de l'information avancés, notamment les systèmes de gestion des ressources d'entreprise (ERP), la gestion de la relation client (CRM), la gestion de la chaîne logistique (SCM) et la gestion de projet (PM), sont largement utilisés.
Neuf, la fabrication raffinée du moule est une tendance inévitable
La fabrication raffinée des moules repose sur le processus de développement et les résultats de fabrication, notamment la rationalisation du processus d'emboutissage et de la conception de la structure, la haute précision de l'usinage, la grande fiabilité du produit et une gestion rigoureuse de la technologie. La fabrication méticuleuse des moules ne se résume pas à une technologie unique, mais à un ensemble complet de techniques de conception, d'usinage et de gestion. Outre l'excellence technique, la réalisation d'une fabrication de moules de haute qualité est également garantie par une gestion rigoureuse.
Date de publication : 23 avril 2023