REZUMAT

Defectele de suprafață în stampilarea automotive reprezintă principalul factor care determină ratele de rebut și lansări întârziate în producție, fiind clasificate în general în Defecte cosmetice clasa A (care compromit estetica) și defecte structurale (care compromit siguranța). Diagnosticarea eficientă necesită diferențierea între defecte statice (cauzate de contaminarea sau deteriorarea sculelor) și defecte dinamice (cauzat de variabile de proces precum fluxul, căldura și deformarea).

Pentru a atinge o producție fără defecte, inginerii trebuie să optimizeze variabilele de proces — în special Forța de Prindere a Blanței (BHF), ungerea și razele sculelor — utilizând în același timp metode avansate de detectare. Acest ghid acoperă cauzele fundamentale ale defectelor critice precum pielea de portocală, liniile de ocupație și rupturile, oferind soluții practice, de la simularea digitală până la întreținerea pe linia de producție.

Defecte Cosmetice Clasa A („Distrugătorii de marcă”)

Pentru panourile exterioare, cum ar fi capote, uși și aripi, chiar și abaterile microscopice ale suprafeței pot strica finisajul „Clasa A” cerut de producătorii OEM. Aceste defecte nu afectează rezistența piesei, dar creează distorsiuni vizibile după vopsire. Gestionarea lor necesită un control precis asupra proprietăților materialelor și distribuției deformărilor.

Coajă de portocală

Diagnostic: O suprafață aspră, texturată, care seamănă cu pielea unui fruct citric. Devine foarte vizibilă după vopsire, dispersând lumina eficient și matizând finisajul.

Cauza principală: Aceasta este în primul rând o problemă la nivel de material. Apare atunci când granulele individuale de metal se deformează independent, nu colectiv. Materialele cu granulație mare sunt mai susceptibile la acest fenomen în timpul ambutisării profunde. În unele cazuri, o ungere excesivă poate reține și pungi de ulei, creând o textură superficială similară.

Soluție:

• Selectarea materialelor: Treceți la o foaie metalică cu granulație fină, având standarde strânse de control al mărimii granulației.
• Gestionarea Deformației: Asigurați-vă că materialul este întins suficient pentru a întinde suprafața, dar nu atât de mult încât să inducă instabilitate la nivelul granulațiilor.
• Controlul Ungerii: Optimizați vâscozitatea lubrifiantului și cantitatea aplicată pentru a preveni asperizarea hidrostatică.

Linii de Alunecare vs. Linii de Șoc

Cele două defecte sunt adesea confundate, dar au origini mecanice distincte. Diferențierea lor este esențială pentru alegerea soluției potrivite.

• Linii de Alunecare: Cauzate de foaia metalică alunecare fizică peste un rază de sculă (cum ar fi o rază de matrice sau o linie de caracter). Această mișcare lustruiește suprafața, lăsând o urmă vizibilă. Soluție: Polișați razele sculei până la o finisare lucioasă, aplicați lubrifianti de înaltă performanță sau modificați designul adendului pentru a reduce mișcarea metalului peste raza respectivă.
• Linii de șoc (sau Linii de impact): Provocate de histerezis de deformare . Când metalul este îndoit peste o rază și apoi desfăcut, schimbarea rapidă a deformării poate lăsa o linie vizibilă, chiar dacă nu a avut loc nicio alunecare. Acest lucru se întâmplă adesea în apropierea liniilor de caracter. Soluție: Măriți raza sculei pentru a reduce severitatea ciclului de îndoire-desfacere, sau utilizați software de simulare pentru a optimiza distribuția deformării în faza de proiectare.

Suprafețe joase și urme de scufundare

Diagnostic: Depresiuni subtile sau „găuri” care sunt adesea invizibile cu ochiul liber până când piesa este vopsită sau leșuită. Acestea apar în mod frecvent în jurul încavărilor pentru mânerul ușii sau pentru ușile de alimentare cu combustibil.

Cauza principală: Acestea sunt adesea defecte de tip „cădere înăuntru”, cauzate de o distribuție neuniformă a tensiunii. Când o zonă cu rată înaltă de tensiune este înconjurată de o zonă cu rată scăzută de tensiune, materialul se relaxează neuniform, creând o zonă joasă. Recuperarea elastică (efectul de revenire) în jurul geometriilor complexe poate, de asemenea, trage suprafața inward.

Soluție: Crește Forță de Fixare a Semifabricatului (BHF) pentru a genera o tensiune suficientă pe întreaga panou, asigurând o curgere uniformă a materialului. Supradimensionarea suprafeței matriței poate, de asemenea, compensa relaxarea așteptată.

Defecte de Integritate Structurală („Ucigașii de piese”)

Defectele structurale determină respingerea imediată a piesei deoarece compromit integritatea fizică a componentei. Acestea sunt guvernate de diagrama limită de formare (FLD) și de echilibrul dintre tensiunile de întindere și cele de compresiune.

Fisuri și Crăpături

Diagnostic: Lacrimi vizibile în metal, variind de la fracturi la rupturi catastrofale. Acestea apar în mod obișnuit în zonele cu subțiere ridicată, cum ar fi colțurile adânci de tracțiune.

Mecanism: Materialul a depăşit limitele rezistenţei la tracţiune. Asta e o defect dinamic adesea cauzate de frecare excesivă, ductilitate materială insuficientă (valoare n) sau geometrie agresivă a matricei.

Acțiuni corective:

1. Reducerea FHB: Scădeați forța de susținere a golului pentru a permite materialului să curgă mai liber în cavitatea matriței.
2. Lubrifiere: Aplicarea lubrifianților cu performanțe mai ridicate sau instalarea unor sisteme de lubrifiere activă la punctele critice de frecare.
3. Optimizarea razelor: Creşte raza de intrare a matriţei. Un raţiu ascuţit acţionează ca o frână, împiedicând fluxul materialului şi determinându-l să se întindă până la eşec.

Încrețirea

Diagnostic: Metal ondulat, cu șuruburi, de obicei găsit în zona flanșelor sau în pereții conice. Spre deosebire de fisuri, ridurile sunt cauzate de instabilitate prin compresiune .

Mecanism: Când metalul este comprimat tangențial (presat împreună), are tendința de a se îndepărta de plan dacă nu este constrâns. Acest lucru este comun în pereții conici, unde există material în exces.

Acțiuni corective:

• Creşteţi frecvenţa de respiraţie: Aplicați mai multă presiune pe flanș pentru a suprima fizic îndoirea.
• Foloseste mărgele de desen: Instalaţi mărgele de tracţiune pentru a limita fluxul de material şi pentru a creşte tensiunea din perete, scoţând materialul care provoacă riduri.
• Observaţi compromisul: Creşterea BHF pentru a repara ridurile creşte riscul de rupturi. Fereastra procesului este zona sigură dintre aceste două moduri de defecțiune.

Defecte ale uneltelor și ale proceselor

Nu toate defectele provin din fluxul de materiale; multe sunt amprente ale stării instrumentului sau ale mediului de ștampilare. Distincția dintre static și dinamic surse este primul pas în rezolvarea problemelor.

Defecte statice vs. dinamice

Galling şi Burrs

Găurilor (sau uzura adezivului) apare atunci când folia de metal se fuzionează microscopic cu oțelul de unelte datorită presiunii și căldurii ridicate, rupând bucăți de material. Acest lucru lasă zgârieturi adânci şi distruge suprafaţa unelii. Este predominantă în stampilarea oțelului și a aluminiului de înaltă rezistență. Soluţia implică utilizarea de straturi PVD avansate pentru scule şi asigurarea compatibilităţii chimice între lubrifiant şi piesa de lucru.

Bavuri sunt ascuțite, cu margini ridicate de-a lungul liniei de înfășurare. Ele sunt aproape întotdeauna cauzate de improprietate jocul morții - Nu. Dacă intersecția dintre perforare și matriță este prea mare (de obicei > 10-15% din grosimea materialului), metalul se rupă în loc să se ciopârlească curat. Dacă e prea strâns, necesită o forţă excesivă.

Gestionarea acestor variabile necesită echipamente robuste și inginerie precisă. Pentru producătorii care doresc să atenueze aceste riscuri încă de la început, este esențial să se asocieze cu un producător capabil. Shaoyi Metal Technology este specializată în reducerea acestui decalaj, valorificând capacitățile de precizie și presă certificate IATF 16949 de până la 600 de tone pentru a livra componente critice, cum ar fi brațele de control, cu respectarea strictă a standardelor de suprafață OEM.

Metode de detectare și de control al calității

Standardele moderne de automobile au depăşit simpla inspecţie vizuală. Găsirea unui defect este utilă, dar prezicerea este transformatoare.

Pietrăritul manual versus digital

Pietrărie manuală: Metoda tradiţională implică frecarea unei pietre abrazive plate peste panoul imprimat. Punctele înalte (bururi, vârfuri) sunt abrasivate, în timp ce punctele joase rămân neatins, creând o hartă de contrast vizual. Deşi e eficient, este o maşinărie care necesită multă muncă şi depinde de abilităţile operatorului.

Pietrăgarea digitală: Acest lucru se referă la utilizarea unui software de simulare (cum ar fi AutoForm) sau a datelor de scanare optică pentru a genera o hartă virtuală a defectelor de suprafață. Prin imitarea procesului fizic de lapidare într-un mediu digital, inginerii pot identifica defecte de clasa A înainte de a fi tăiat instrumentul - Nu. Acest lucru schimbă controlul calității de la faza "Experimentare" la faza "Proiectare", reducând semnificativ timpul de dezvoltare și costurile.

Sistemele de măsurare optică

Sistemele automatizate utilizează lumină structurată (stripată de zebră) sau scanare cu laser pentru a măsura topologia suprafeței la micrometru. Aceste sisteme oferă date obiective, cuantificabile, care pot fi introduse în sistemul de control al presei. De exemplu, dacă un sistem optic detectează o tendință de "semn de scufundare", linia de presă poate ajusta automat presiunea pernei pentru a compensa, creând un sistem de control al calității în buclă închisă.