Método de fabricação para prototipagem rápida de protótipos de acabamento interno e exterior automotivos

Palavras -chave: acabamento interno e exterior automotivo; prototipo de prototipagem aditivo; Tecnologia de impressão 3D; Moldagem por injeção de reação

Partes externas e interiores são componentes importantes da estrutura do carro, as partes externas das partes do carro, como peles de para -choque dianteiro e traseiro, spoilers e saias laterais e outras partes; Peças interiores são as peças que entram em contato com o interior do veículo, como o painel de instrumentos, o painel de sub-instrumentos e os guardas de porta, etc. É porque as partes interior e externo são muito importantes para a aparência e o uso de O carro e essas peças para o processo de moldagem por injeção são predominantes, o motivo é que a consistência de moldagem por peças do processo de moldagem por injeção é melhor, pode ser formada por partes de forma relativamente mais complexas, alta eficiência de produção, o preço das peças é relativamente barato, a desvantagem é o formal O preço do molde de produção é maior. Portanto, para garantir que as peças reais possam atender ao efeito visual do design, requisitos ergonômicos e atender aos requisitos da estrutura da montagem, é necessário providenciar protótipos de fabricação de prototipagem rápida (RP) antes do desenvolvimento do formal Moldes para a verificação da instalação do veículo e as peças instaladas também podem atender aos requisitos de peças pré-construção, como o anúncio do modelo. O uso de soluções de design de inspeção de protótipo de protótipo rápido pode acelerar significativamente o tempo para o mercado, reduzir os custos de desenvolvimento e reduzir o ciclo de desenvolvimento do produto.

Atualmente, a prototipagem rápida da indústria automotiva doméstica e estrangeira dos métodos de fabricação de peças internas e externas são divididas principalmente em peças de processamento de ferramentas de máquina CNC, impressão 3D, molde de fundição de vácuo (molde de silicone e molde de fibra de vidro) etc., da qual a impressão 3D é O rápido desenvolvimento do método nos últimos anos.

1 \ peças de processamento de máquina CNC

Peças de processamento de máquina-ferramenta CNC geralmente se refere ao uso do equipamento de máquina-ferramenta CNC diretamente de acordo com os materiais de processamento do programa de design para copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS), nylon e outro corpo de plástico em bloco na forma necessária (se o tamanho de menos de 300 mm e a estrutura simples é processada diretamente uma vez formada, se a estrutura da forma for irregular ou se o tamanho for irregular ou maior que 300 mm, a peça é geralmente dividida em vários pedaços pequenos e processada separadamente) e, após a montagem, o parte final para atender aos requisitos de projeto do tamanho. Esse método de fabricação de protótipos de prototipagem rápida é o mais antigo, com ciclo de processamento relativamente curto e baixo preço de compra, e é usado principalmente para peças pequenas e médias com estrutura relativamente simples e baixa demanda, como pilares, painéis de sub-instrumentos e porta guardas.

Devido às necessidades de modelagem de peças internas e externas automotivas, as peças geralmente processadas são irregularmente redondas ou quadradas, quando o tamanho das peças é maior que 300 mm ou a estrutura for modelada irregularmente, se um bloco inteiro de plástico for usado diretamente para processar As peças, levarão a um aumento exponencial no custo. Portanto, a fabricação real de peças de formato irregular, as peças serão divididas em várias partes de acordo com as características estruturais e, em seguida, usinagem áspera para obter a forma geral e depois usar adesivos especiais para colar as partes de cada parte para formar o contorno geral da forma da peça e, finalmente, juntos para acabamento, o que pode efetivamente reduzir o desperdício de material causado pela estrutura das peças, reduzir o custo das peças. A desvantagem é que, na parte de trás das partes, pode ser vista nas partes das partes da parte entre os traços de ligação mais óbvios, a força da posição de ligação de peças é baixa, fácil de quebrar. A Figura 1 mostra o protótipo da prototipagem rápida concluída pela Machine Tool CNC.

2 \ 3D Impressão

A impressão 3D é uma tecnologia que constrói objetos imprimindo -os por camada por camada usando metal ou plástico em pó como base. A tecnologia de impressão 3D possui uma ampla gama de aplicações, e a prototipagem rápida é uma de suas direções importantes. As peças do protótipo obtidas através da fabricação de impressão 3D têm um tempo de ciclo mais curto e podem obter a impressão em forma de estrutura, e a precisão dimensional geral pode ser ajustada de acordo com a demanda real para atender às diferentes necessidades de diferentes ocasiões. A impressão 3D geral pode fabricar a mesma gama de peças que as processadas por máquinas-ferramentas CNC e é adequada para prototipagem rápida de peças como colunas, painéis de sub-instrumentos e guardas de porta.

Os materiais plásticos comuns utilizados na impressão 3D são plásticos do tipo ABS [acrilonitrila (a), butadieno (b), estireno (s) terpolímero de três monômeros], nylon, nylon mais fibra de vidro e resina fotossensível transparente, etc. A vantagem de O plástico semelhante a ABS é baixo preço unitário, bom desempenho de moldagem, adequado para peças estruturais com requisitos de baixa resistência; O nylon tem um bom desempenho de força, melhor resistência ao calor do que o plástico do tipo ABS, mas o preço é maior, o nylon mais fibra de vidro é uma versão reforçada do desempenho do nylon comum, adequado para peças com requisitos de alta resistência; Resina fotossensível de impressão 3D comumente conhecida como resina UV, composta principalmente por monômero polímero e pré-polímero, que é adicionado ao fotoinitador, em um certo comprimento de onda da luz ultravioleta (250-300nm), causará imediatamente a reação de polimerização para completar a conversão de estado sólido , velocidade de cura de resina fotossensível, alta precisão de moldagem, bom efeito de superfície, alta resistência mecânica (efeito da superfície). Possui vantagens de cura rápida, alta precisão de moldagem, bom efeito superficial, alta resistência mecânica (comparável à resistência do tipo ABS), baixo odor, alta versatilidade e resistência ao armazenamento.

3 \ molde de fundição a vácuo

Moldes macios se referem principalmente a moldes de silicone e moldes de FRP.

Os moldes de silicone são geralmente projetados usando máquinas -ferramentas CNC ou impressão 3D e, em seguida, as peças são usadas para um processo de giro rápido para fazer os moldes. Esse processo de produção tem tempo de ciclo curto e baixo custo e pode usar processos de injeção de vácuo, injeção de pressão e infusão de baixa pressão para produção de produtos. O processo de produção de moldes de borracha de silicone é adequado para a produção de lotes pequenos (menos de 100 peças), resistência ao material do produto e requisitos de precisão dimensional de produtos altos, desempenho do produto próximo ao plástico ABS convencional.

A borracha de silicone usada para fabricação de mofo é a borracha de silicone líquido de dois componentes e existem dois tipos de moldes: moldes de condensação e moldes aditivos de acordo com a composição da borracha. De um modo geral, a resistência ao cisalhamento do silicone condensado é baixa, fácil de ser rasgada no processo de fabricação de molde, por isso é adequado para estrutura simples, reforço menos peças; Além disso, as propriedades mecânicas de silicone e o desempenho do envelhecimento do calor são boas, adequadas para a fabricação de requisitos de tamanho relativamente alto do molde.

Atualmente, a produção de moldes de silicone de pequenas peças em lote tem sido amplamente utilizada na produção de ensaios de protótipos de acabamento interno e externo no estágio de pré-desenvolvimento dos automóveis. As peças mais usadas são pequenas peças estruturais moldadas por injeção de tamanho médio, como guardas de portas, pilares e guardas de peitoril de porta no interior dos automóveis.

O FRP (plásticos reforçados com fibra) é um material composto com fibra de vidro e seus produtos (pano de vidro, fita, feltro, fio etc.) como material de reforço e resina sintética como material da matriz, como mostra a Figura 3. FRP baseado em molde No material FRP, semelhante ao molde de silicone, fabricado usando um processo de torneamento rápido, geralmente é usado para acabamento no teto de automóvel e acabamento no carpete e outras classes de moldagem moldada, estrutura simples de peças decorativas médias e grandes. Os moldes de FRP são adequados para peças produzidas pelo processo de moldagem, processo de moldagem por bolhas e processo de moldagem por espuma.
O processo geral de produção do molde FRP é: Modelagem de peças → Moldado mestre da escova → Molde convexo de escova → Molde côncavo da escova → Processamento NC → Moldado de soldagem → Molde de teste → Correção local → Aceitação. Geralmente, o ciclo de desenvolvimento de um par de moldes FRP é de cerca de uma semana, e o custo é de apenas 1/10 do molde oficial, que é um protótipo de curto ciclo e baixo custo. Esse tipo de método de produção de molde também pode atender às necessidades de fabricação de pequenos produtos em lote (100 ~ 1000 conjuntos).