Kecacatan Permukaan dalam Penempaan Automotif: Panduan Diagnosis & Pembaikan Visualisasi peta haba taburan tekanan pada panel automotif yang ditempa

RINGKASAN
Kecacatan permukaan dalam perengkahan automotif merupakan punca utama kadar buangan dan kelewatan pelancaran pengeluaran, yang secara umum dikategorikan kepada Kecacatan kosmetik kelas A (yang menjejaskan estetika) dan kecacatan struktur (yang menjejaskan keselamatan). Diagnosis berkesan memerlukan perbezaan antara kecacatan statik (disebabkan oleh pencemaran atau kerosakan perkakasan) dan kecacatan dinamik (disebabkan oleh pembolehubah proses seperti aliran, haba, dan regangan).
Untuk mencapai pengeluaran bebas-cacat, jurutera mesti mengoptimumkan pemboleh ubah proses—khususnya Daya Pengapit Keping (BHF), pelinciran, dan jejari alat—sambil memanfaatkan kaedah pengesanan terkini. Panduan ini merangkumi punca utama kecacatan kritikal seperti kulit oren, garisan hentakan, dan koyakan, serta memberikan penyelesaian praktikal daripada simulasi digital hingga penyelenggaraan di lantai bengkel.
Kecacatan Kosmetik Kelas A ("Pembunuh Jenama")
Bagi panel kulit luar seperti bonet, pintu, dan spatbor, sebarang penyimpangan permukaan walaupun mikroskopik boleh merosakkan kemasan "Kelas A" yang diperlukan oleh OEM. Kecacatan ini tidak menjejaskan kekuatan komponen tetapi menyebabkan distorsi kelihatan setelah dicat. Pengurusan mereka memerlukan kawalan tepat terhadap sifat bahan dan taburan regangan.
Kulit oren
Diagnosis: Permukaan kasar dan bertekstur menyerupai kulit buah sitrus. Ia menjadi sangat ketara selepas pengecatan, menyebarkan cahaya secara efektif dan membuatkan kemasan kelihatan pudar.
Punca Utama: Ini terutamanya merupakan isu pada peringkat bahan. Ia berlaku apabila butir-butir logam individu mengalami ubah bentuk secara berasingan dan bukannya secara kolektif. Bahan berserat kasar lebih rentan terhadap fenomena ini semasa proses penarikan dalam. Dalam sesetengah kes, pelinciran yang berlebihan juga boleh menyekat kantung minyak, mencipta tekstur permukaan yang serupa.
Penyelesaian:
- Pemilihan bahan: Beralih kepada logam lembaran berserat halus dengan piawaian kawalan saiz butiran yang lebih ketat.
- Pengurusan Regangan: Pastikan bahan diregangkan secukupnya untuk mengetatkan permukaan tetapi tidak terlalu banyak sehingga menyebabkan ketidaktabilan pada peringkat butiran.
- Kawalan Pelinciran: Optimumkan kelikatan pelincir dan kuantiti aplikasinya untuk mencegah pemerapan hidrostatik.
Garis Gelongsor vs. Garis Kejut
Kedua-dua kecacatan ini kerap dikelirukan tetapi mempunyai asal usul mekanikal yang berbeza. Pembezaaan antara keduanya adalah penting untuk memilih penyelesaian yang tepat.
- Garis Gelongsor: Disebabkan oleh logam lembaran menggelongsor secara fizikal di atas jejari alat (seperti jejari masukan mati atau garisan aksara). Pergerakan ini mengilatkan permukaan, meninggalkan jejak yang kelihatan. Penyelesaian: Gilapkan jejari alat sehingga kemasan cermin, gunakan pelincir prestasi tinggi, atau laraskan rekabentuk tambahan untuk mengurangkan pergerakan logam di atas jejari tertentu itu.
- Garis Kejut (atau Garis Impak): Disebabkan oleh histeresis regangan . Apabila logam ditekuk melalui jejari dan kemudian diluruskan semula, perubahan regangan yang pantas boleh meninggalkan garisan yang kelihatan, walaupun tiada penggelongsoran berlaku. Ini kerap berlaku berdekatan garisan aksara. Penyelesaian: Tingkatkan jejari alat untuk mengurangkan kekerasan kitaran tekuk-lepas tekuk, atau gunakan perisian simulasi untuk mengoptimumkan taburan regangan semasa fasa rekabentuk.
Permukaan Rendah dan Tanda Lekuk
Diagnosis: Kemurungan halus atau "lubang-lubang" yang biasanya tidak kelihatan dengan mata kasar sehingga bahagian itu dicat atau digosok. Ia biasanya berlaku di sekitar ruang pemegang pintu atau penutup saluran minyak.
Punca Utama: Ini sering merupakan kecacatan "jatuhan masuk" yang disebabkan oleh taburan regangan yang tidak sekata. Apabila kawasan dengan kadar regangan tinggi dikelilingi kawasan dengan kadar regangan rendah, bahan tersebut mengendur secara tidak sekata, mencipta tompok rendah. Pemulihan elastik (springback) di sekitar geometri kompleks juga boleh menarik permukaan ke dalam.
Penyelesaian: Meningkatkan Daya Pemegang Blank (BHF) untuk menjana ketegangan yang mencukupi merentasi panel, memastikan bahan mengalir secara seragam. Melebihkan kemuncungan pada permukaan acuan juga boleh mengimbangi pengenduran yang dijangka.
Kecacatan Integriti Struktur ("Pembunuh Bahagian")
Kecacatan struktur menyebabkan penolakan bahagian serta-merta kerana ia merosakkan integriti fizikal komponen. Ini dikawal oleh rajah had pembentukan (FLD) dan keseimbangan antara tekanan tegangan dan mampatan.
Pecah dan Retak
Diagnosis: Koyakan kelihatan pada logam, daripada retakan halus hingga koyakan besar. Ini biasanya berlaku di kawasan penipisan yang tinggi, seperti sudut tarikan dalam.
Mekanisme: Bahan telah melebihi had kekuatan tegangan. Ini merupakan ciri kecacatan dinamik yang kerap disebabkan oleh geseran berlebihan, keupayaan mulur bahan yang tidak mencukupi (nilai-n), atau geometri acuan yang terlalu agresif.
Tindakan Pembetulan:
- Kurangkan BHF: Kurangkan daya pemegang blangk untuk membenarkan aliran bahan masuk ke rongga acuan dengan lebih bebas.
- Pelumasan: Gunakan pelincir prestasi lebih tinggi atau pasang sistem pelinciran aktif di titik geseran kritikal.
- Pengoptimuman Jejari: Tingkatkan jejari masukan acuan. Jejari tajam bertindak seperti brek, menghalang aliran bahan dan menyebabkannya meregang sehingga gagal.
Kerutan
Diagnosis: Logam berombak dan berkemban, biasanya ditemui di kawasan flens atau dinding tirus. Tidak seperti koyakan, kemban disebabkan oleh ketidakstabilan mampatan .
Mekanisme: Apabila logam dimampatkan secara tangen (ditekan bersama), ia cenderung melengkung keluar dari satah jika tidak dikawal. Ini biasa berlaku pada dinding yang mengecut di mana terdapat lebihan bahan.
Tindakan Pembetulan:
- Tingkatkan BHF: Gunakan tekanan yang lebih tinggi pada flens untuk menekan pelengkungan secara fizikal.
- Gunakan Bebibir Tarik: Pasang bibir tarik untuk menghadkan aliran bahan dan meningkatkan ketegangan pada dinding, menarik keluar bahan longgar yang menyebabkan kedutan.
- Perhatikan Perimbangan: Meningkatkan BHF untuk membetulkan kedutan akan meningkatkan risiko retakan. Julat proses yang selamat adalah zon antara dua mod kegagalan ini.

Cacat yang Disebabkan oleh Peralatan & Proses
Tidak semua cacat datang daripada aliran bahan; banyak yang merupakan kesan cetakan keadaan acuan atau persekitaran penempaan. Membezakan antara statik dan dinamik sumber-sumber ini adalah langkah pertama dalam penyelesaian masalah.
Kecacatan Statik vs Dinamik
| Jenis Kekurangan | Ciri-ciri | Penyebab biasa | Penyelesaian Utama |
|---|---|---|---|
| Kecacatan statik | Tanda yang sama di setiap bahagian. | Kotoran, serpihan logam (slugs), permukaan mati yang rosak, atau pencemaran di permukaan alat. | Bersihkan set mati; menubuhkan ketat jadual penyelenggaraan ; permukaan alat yang dipoles. |
| Kecacatan dinamik | Bergantung kepada proses; keparahan boleh berubah-ubah dengan kelajuan atau haba. | Perubahan geseran, penumpukan haba, marah (pakaian pelekat), atau dinamik akhbar yang tidak stabil. | Sesuaikan kelajuan pencetakan; meningkatkan pelinciran; gunakan salutan PVD (seperti TiCN) pada alat untuk mengelakkan galling. |
Galling dan Burrs
Galling (atau haus pelekat) berlaku apabila lembaran logam menyatu secara mikroskopik dengan keluli alat kerana tekanan dan haba yang tinggi, merobek potongan bahan. Ini meninggalkan calar yang mendalam dan memusnahkan permukaan alat. Ia adalah biasa dalam keluli kekuatan tinggi dan cap aluminium. Penyelesaian melibatkan penggunaan salutan alat PVD canggih dan memastikan keserasian kimia antara pelincir dan benda kerja.
Terburai mempunyai tepi tajam dan tinggi di sepanjang garis trim. Mereka hampir selalu disebabkan oleh tidak betul pelarasan Acuan - Saya tak boleh. Jika jurang antara pukulan dan mati terlalu besar (biasanya > 10-15% ketebalan bahan), logam robek dan bukannya gunting dengan bersih. Jika terlalu ketat, ia memerlukan kekuatan yang berlebihan.
Menguruskan pembolehubah ini memerlukan peralatan yang kukuh dan kejuruteraan yang tepat. Bagi pengeluar yang ingin mengurangkan risiko ini dari awal, bekerjasama dengan pengeluar yang cekap adalah penting. Shaoyi Metal Technology mengkhususkan diri dalam merapatkan jurang ini, memanfaatkan ketepatan dan keupayaan cetak yang disahkan IATF 16949 sehingga 600 tan untuk menyampaikan komponen penting seperti lengan kawalan dengan pematuhan ketat terhadap piawaian permukaan OEM.
Kaedah Pengesanan & Kawalan Kualiti
Standard automotif moden telah bergerak melampaui pemeriksaan visual yang mudah. Menemui kecacatan adalah berguna, tetapi meramalkan ia adalah transformatif.
Manual vs Digital Stoning
Pembunuhan dengan batu: Kaedah tradisional melibatkan menggosok batu kasar rata di seluruh panel yang dicetak. Titik tinggi (burrs, puncak) diceroboh, sementara titik rendah kekal tidak tersentuh, mewujudkan peta kontras visual. Walaupun berkesan, ia memerlukan tenaga dan bergantung kepada kemahiran pengendali.
Penjatuhan Digital: Ini merujuk kepada menggunakan perisian simulasi (seperti AutoForm) atau data pengimbas optik untuk menghasilkan peta maya kecacatan permukaan. Dengan meniru proses pembatuan fizikal dalam persekitaran digital, jurutera boleh mengenal pasti kecacatan Kelas A sebelum alat itu dipotong - Saya tak boleh. Ini mengalihkan kawalan kualiti dari fasa "Uji" ke fasa "Reka bentuk", mengurangkan masa dan kos pembangunan dengan ketara.
Sistem Pengukuran Optik
Sistem automatik menggunakan cahaya berstruktur (pembalut zebra) atau pengimbas laser untuk mengukur topologi permukaan hingga mikrometer. Sistem ini menyediakan data objektif dan boleh dikesan yang boleh dimasukkan kembali ke dalam sistem kawalan akhbar. Sebagai contoh, jika sistem optik mengesan "tanda sink" yang cenderung, talian akhbar secara automatik boleh menyesuaikan tekanan bantal untuk mengimbangi, mewujudkan sistem kawalan kualiti gelung tertutup.
Jumlah kecil, piawai tinggi. Perkhidmatan prototaip pantas kami membuat pengesahan lebih cepat dan mudah —