สรุปสั้นๆ

ระบบอัตโนมัติสำหรับแม่พิมพ์ถ่ายโอนเป็นกระบวนการผลิตที่มีประสิทธิภาพ โดยใช้แม่พิมพ์แบบหลายสถานีร่วมกับกลไกการถ่ายโอนที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องจักรหรือเซอร์โว เพื่อย้ายและขึ้นรูปชิ้นส่วนโลหะโดยอัตโนมัติ วิธีการนี้เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่มีความซับซ้อนในปริมาณปานกลางถึงสูง และให้อิสระในการออกแบบชิ้นส่วนที่ซับซ้อนมากกว่าการขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์พรอเกรสซีฟ ข้อได้เปรียบหลักคือความสามารถในการจัดการชิ้นส่วนที่แยกจากกัน ทำให้สามารถดำเนินการที่ซับซ้อนมากขึ้นได้ที่แต่ละสถานี

ระบบอัตโนมัติสำหรับแม่พิมพ์ถ่ายโอนคืออะไร?

ระบบอัตโนมัติของแม่พิมพ์ถ่ายโอน (transfer die) เป็นกระบวนการขึ้นรูปโลหะขั้นสูงที่ใช้แม่พิมพ์หลายสถานีเป็นศูนย์กลาง ต่างจากวิธีการตัดแตะแบบง่ายๆ ระบบ transfer die จะดำเนินการหลายขั้นตอน เช่น การขึ้นรูป การเจาะ การตัดแต่ง และการดึง อย่างต่อเนื่อง คุณลักษณะสำคัญคือกลไกการถ่ายโอนอัตโนมัติ ซึ่งจะทำการหยิบชิ้นงาน ย้ายไปยังสถานีถัดไป และจัดตำแหน่งอย่างแม่นยำสำหรับขั้นตอนการทำงานต่อไป กระบวนการนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อชิ้นส่วนที่มีความซับซ้อนหรือขนาดใหญ่เกินกว่าที่จะผลิตด้วยแม่พิมพ์แบบสถานีเดียวหรือแม่พิมพ์โปรเกรสซีฟ

หลักการพื้นฐานคือการจัดการชิ้นงานแต่ละชิ้นเป็นส่วนประกอบที่แยกจากกันและเป็นอิสระตั้งแต่สถานีแรกสุด ในกรณีส่วนใหญ่ ขั้นตอนแรกจะเป็นการตัดแผ่นเปล่าจากม้วนวัสดุดิบ ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ชิ้นงานจะหลุดพ้นออกจากแถบวัสดุ ความเป็นอิสระนี้ทำให้สามารถดำเนินการต่างๆ ที่เป็นไปไม่ได้ในการตัดด้วยแม่พิมพ์แบบโปรเกรสซีฟ ซึ่งชิ้นงานยังคงติดอยู่กับแถบจนกระทั่งขั้นตอนสุดท้าย ตัวอย่างเช่น ชิ้นงานสามารถหมุน ยก หรือจัดตำแหน่งใหม่ในมุมต่างๆ ได้ ทำให้สามารถสร้างรูปทรงที่ขึ้นรูปลึก รูปทรงเรขาคณิตที่ไม่สมมาตร และชิ้นส่วนที่มีลักษณะพิเศษบนหลายด้าน

ผู้ผลิตเลือกระบบแม่พิมพ์ถ่ายโอนเมื่อการผลิตต้องการความสมดุลระหว่างปริมาณสูง ความซับซ้อน และประสิทธิภาพด้านต้นทุน แม้ว่าการลงทุนครั้งแรกในเครื่องมืออาจสูง แต่ระบบอัตโนมัติจะช่วยลดต้นทุนแรงงานอย่างมากและเพิ่มอัตราการผลิตสำหรับการเดินเครื่องผลิตอย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยีนี้พบได้บ่อยโดยเฉพาะในอุตสาหกรรมยานยนต์ สำหรับการผลิตชิ้นส่วนต่างๆ เช่น ชิ้นส่วนโครงสร้าง ฮาวส์ซิ่ง และชิ้นส่วนใต้ตัวถัง เพื่อเข้าใจตำแหน่งของเทคโนโลยีนี้ในกระบวนการผลิตให้ดียิ่งขึ้น จะเป็นประโยชน์หากเปรียบเทียบกับวิธีการตัดขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์แบบอื่นๆ ที่ใช้กันทั่วไป

ส่วนประกอบหลักและประเภทของระบบถ่ายโอน

ระบบอัตโนมัติของแม่พิมพ์ถ่ายโอนแบบครบวงจร คือ การรวมกันของส่วนประกอบสำคัญหลายชิ้นที่ทำงานร่วมกันอย่างสอดคล้อง องค์ประกอบหลักได้แก่ เครื่องกด ซึ่งทำหน้าที่ให้แรง; แม่พิมพ์แบบหลายสถานี ซึ่งมีเครื่องมือสำหรับแต่ละขั้นตอนการขึ้นรูป; และกลไกการถ่ายโอน ซึ่งทำหน้าที่เป็นหัวใจหลักของระบบโดยอัตโนมัติ กลไกการถ่ายโอนนี้เองที่ทำให้เทคโนโลยีนี้แตกต่างอย่างแท้จริง โดยกำหนดความเร็ว ความแม่นยำ และความยืดหยุ่นของระบบ

กลไกการถ่ายโอนได้พัฒนาอย่างมาก จากระบบที่ใช้กลไกอย่างเดียว ไปสู่ระบบหุ่นยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยเซอร์โวขั้นสูง การพัฒนานี้ได้ขยายขีดความสามารถของการขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ถ่ายโอน ทำให้สามารถทำงานได้เร็วขึ้นและจัดการชิ้นงานที่ซับซ้อนมากขึ้น การเลือกระบบนั้นขึ้นอยู่กับความต้องการเฉพาะของงาน เช่น ขนาดของชิ้นงาน ความเร็วในการผลิต และการจัดวางเครื่องกด ตัวอย่างเช่น Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. เชี่ยวชาญด้านแม่พิมพ์ขึ้นรูปโลหะสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์แบบเฉพาะ ด้วยการใช้ระบบขั้นสูงเพื่อตอบสนองความต้องการด้านความแม่นยำและประสิทธิภาพที่เข้มงวดจากผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่ (OEMs)

ระบบถ่ายโอนรูปแบบต่างๆ มีข้อดีที่แตกต่างกัน และถูกเลือกใช้ตามสภาพแวดล้อมการผลิต:

• ระบบติดตั้งบนเครื่องอัดขึ้นรูป: ระบบนี้ติดตั้งรวมเข้ากับเครื่องอัดขึ้นรูปโดยตรง อาจเป็นระบบกลไกที่ขับเคลื่อนด้วยเพลาหลักของเครื่องอัด หรือระบบเซอร์โวที่ให้การควบคุมการเคลื่อนไหวอย่างอิสระ เซอร์โวซิสเต็มให้ความยืดหยุ่นที่ดีกว่า ช่วยให้สามารถปรับรูปแบบการเคลื่อนไหวให้เหมาะสมที่สุดเพื่อยกระดับความแม่นยำ แม้ว่าเครื่องอัดแบบกลไกดั้งเดิมมักจะมีความเร็วสูงกว่าสำหรับการผลิตปริมาณมาก
• ระบบถ่ายโอนแบบผ่านช่องเครื่องอัด (Through-the-Window Transfer Systems): ตามชื่อที่แนะนำ ระบบนี้มีรางลำเลียงที่ส่งผ่านช่องเปิดด้านข้างของเครื่องอัดขึ้นรูป โครงสร้างนี้ มักเป็นระบบเซอร์โว 3 แกน ช่วยให้มองเห็นและเข้าถึงบริเวณแม่พิมพ์ได้อย่างยอดเยี่ยม สำหรับการบำรุงรักษาและการเปลี่ยนแม่พิมพ์ ถือเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ยืดหยุ่น ซึ่งสามารถติดตั้งเพิ่มเติมเข้ากับเครื่องอัดขึ้นรูปที่มีอยู่แล้วได้
• ระบบลำเลียงด้วยหุ่นยนต์ (สายการผลิตแบบต่อเนื่อง): ถึงแม้จะต่างจากเครื่องอัดขึ้นรูปแบบถ่ายโอนเดี่ยว แต่วิธีการอัตโนมัตินี้ใช้หุ่นยนต์อุตสาหกรรมในการเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนขนาดใหญ่ระหว่างเครื่องอัดขึ้นรูปหลายเครื่องที่จัดเรียงเป็นแนวเดียวกัน ซึ่งให้ความยืดหยุ่นสูงสำหรับชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่มาก เช่น แผงตัวถังรถยนต์ แต่โดยทั่วไปจะต้องใช้การลงทุนเริ่มต้นสูงกว่าและพื้นที่ติดตั้งมากกว่า

ระบบสมัยใหม่ส่วนใหญ่เป็นระบบเซอร์โวไฟฟ้า เนื่องจากให้การควบคุมที่แม่นยำและสามารถตั้งโปรแกรมได้ในทั้งสามแกนของการเคลื่อนไหว ได้แก่ แกนหนีบ แกนยก และแกนถ่ายโอน/หมุน ซึ่งช่วยให้สามารถจัดตำแหน่งได้อย่างราบรื่นและทำซ้ำได้ พร้อมทั้งทำงานด้วยความเร็วสูง โดยมีคุณสมบัติ เช่น แกนยกแบบถ่วงน้ำหนักสมดุล และตลับลูกปืนเชิงเส้นที่ไม่ต้องบำรุงรักษาระยะยาว ทำให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพในการใช้งานระยะยาว

การอธิบายกระบวนการตัดขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ถ่ายโอน

กระบวนการตัดขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ถ่ายโอนจะเปลี่ยนแผ่นโลหะเรียบให้กลายเป็นชิ้นส่วนสำเร็จรูปที่มีสามมิติ ผ่านลำดับขั้นตอนที่ถูกประสานงานอย่างแม่นยำ ในแต่ละรอบการทำงานของเครื่องอัด จะมีการเคลื่อนชิ้นงานหลายชิ้นพร้อมกัน โดยแต่ละชิ้นจะอยู่ในขั้นตอนการขึ้นรูปที่ต่างกัน กระบวนการนี้ถือเป็นตัวอย่างของประสิทธิภาพแบบอัตโนมัติ ที่ไหลต่อเนื่องอย่างเป็นเหตุเป็นผลจากวัตถุดิบไปสู่ชิ้นส่วนที่สมบูรณ์

แม้ว่าขั้นตอนที่ใช้จะแตกต่างกันไปตามการออกแบบของชิ้นส่วน แต่ลำดับขั้นตอนพื้นฐานจะเป็นไปตามลำดับที่สอดคล้องกันและมีหลายขั้นตอน

1. การป้อนวัสดุและการตัดแผ่น ขดวัตถุดิบจะถูกป้อนเข้าสู่สถานีแรกของแม่พิมพ์ จากนั้นเครื่องอัดจะทำการตัดแผ่นเบื้องต้น โดยการตัดรูปร่างเรียบร้อยในขั้นต้นและแยกชิ้นงานออกจากแถบวัสดุอย่างสมบูรณ์ แผ่นที่ได้นี้จึงพร้อมสำหรับการลำเลียงต่อไป
2. การหยิบและลำเลียงชิ้นงาน: เมื่อเพลากดของเครื่องอัดเคลื่อนขึ้น กลไกลำเลียงจะทำงาน อุปกรณ์ยึดจับแบบกลไกหรือแรงลม ("fingers") ที่ติดตั้งบนคานลำเลียงจะจับยึดแผ่นงานอย่างมั่นคง จากนั้นคานจะยกชิ้นงานขึ้นในแนวตั้ง เคลื่อนที่ในแนวนอนไปยังสถานีถัดไป และลดชิ้นงานลงในโพรงแม่พิมพ์ถัดไป
3. กระบวนการขึ้นรูปและการเจาะ: เมื่อชิ้นงานถูกจัดตำแหน่งอย่างแม่นยำในสถานีที่สอง เพลากดของเครื่องอัดจะเคลื่อนลงมาเพื่อดำเนินการขั้นตอนถัดไป ซึ่งอาจเป็นการขึ้นรูปทรงลึก (drawing) การเจาะรู (piercing) หรือการตัดแต่งขอบ (trimming) ขั้นตอนนี้จะทำซ้ำผ่านหลายสถานี โดยแต่ละสถานีจะเพิ่มรายละเอียดและความประณีตให้กับชิ้นงานมากขึ้น
4. กระบวนการซับซ้อนและการจัดตำแหน่งใหม่: ที่สถานีกลาง ระบบถ่ายโอนอาจหมุนหรือปรับทิศทางของชิ้นส่วนเพื่อให้สามารถดำเนินการกับพื้นผิวต่างๆ ได้ ความสามารถนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการสร้างรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน ซึ่งมิฉะนั้นจะต้องใช้กระบวนการรองเพิ่มเติม งานที่ทำได้อาจรวมถึงการตอก การดัดโค้ง การม้วนขอบ หรือแม้แต่การแตะเกลียวภายในตาย
5. ขั้นตอนการขึ้นรูปและการดันออกสุดท้าย: ในสถานีสุดท้าย ชิ้นส่วนจะผ่านกระบวนการขึ้นรูป ตัดแต่ง หรือดัดขอบขั้นสุดท้าย เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดสุดท้าย เมื่อชิ้นส่วนเสร็จสมบูรณ์แล้ว ระบบถ่ายโอนจะเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนไปยังสถานีทางออก โดยจะมีการดันชิ้นงานออกจากเครื่องอัดขึ้นรูปไปยังสายพานลำเลียงหรือใส่ในช่องเก็บรวบรวม

กระบวนการทั้งหมดมีการประสานงานอย่างสมบูรณ์ การเคลื่อนไหวของระบบถ่ายโอนจะถูกจับเวลาให้ตรงกับจังหวะการเคลื่อนตัวของเครื่องอัดขึ้นรูป เพื่อให้มั่นใจว่าชิ้นส่วนจะเคลื่อนออกจากแม่พิมพ์ก่อนที่แม่พิมพ์จะปิด และจัดตำแหน่งอย่างแม่นยำสำหรับแต่ละจังหวะการตี ระบบอัตโนมัติระดับสูงนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสม่ำเสมอ คุณภาพ และผลผลิตที่มีปริมาณสูง

การประยุกต์ใช้งานหลักและข้อได้เปรียบในอุตสาหกรรม

ระบบอัตโนมัติสำหรับแม่พิมพ์ถ่ายโอน (Transfer die automation) มีความหลากหลายและประสิทธิภาพที่ไม่เหมือนใคร ทำให้เป็นวิธีการผลิตที่ได้รับความนิยมสำหรับชิ้นส่วนโลหะที่ซับซ้อนในหลายอุตสาหกรรมหลัก ความสามารถในการผลิตชิ้นงานขนาดใหญ่ ลึก และมีลักษณะซับซ้อนในปริมาณมาก ทำให้มีข้อได้เปรียบในการแข่งขันที่ชัดเจน โดยเฉพาะในกรณีที่รูปร่างและหน้าที่การทำงานมีความสำคัญเท่าเทียมกัน เทคโนโลยีนี้มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในภาคอุตสาหกรรมที่ต้องการความแม่นยำและความสามารถในการทำซ้ำสูง

อุตสาหกรรมหลักที่พึ่งพาการตอกด้วยแม่พิมพ์ถ่ายโอน ได้แก่ อุตสาหกรรมยานยนต์ เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน ระบบปรับอากาศ (HVAC) และอุปกรณ์ประปา สำหรับภาคยานยนต์ ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนโครงสร้างต่างๆ เช่น โครงตัวถัง เครื่องยนต์ ถังน้ำมัน และกะทะน้ำมัน ส่วนในเครื่องใช้ไฟฟ้า ใช้ผลิตเปลือกภายนอกที่ซับซ้อน ถังซักของเครื่องซักผ้าที่ขึ้นรูปลึก และเปลือกคอมเพรสเซอร์ ประเด็นร่วมกันคือความต้องการชิ้นส่วนที่มีรูปทรงเรขาคณิตซับซ้อน แข็งแรง น้ำหนักเบา และสามารถผลิตได้อย่างคุ้มค่าในปริมาณหลายล้านชิ้น

ข้อดีหลักที่ขับเคลื่อนการนำไปใช้งาน ได้แก่:

• อิสระในการออกแบบ: เนื่องจากชิ้นส่วนนั้นไม่ติดอยู่กับแถบลำเลียง นักออกแบบจึงมีความยืดหยุ่นมากขึ้น สามารถขึ้นรูปแบบดึงลึก การเจาะด้านข้าง และลักษณะพิเศษบนหลายแกนในกระบวนการเดียว ซึ่งคุณสามารถเห็นได้ในแบบจำลองการออกแบบจากผู้ผลิตอย่าง Layana .
• คุ้มค่าต่อการผลิตจำนวนมาก: ถึงแม้ว่าต้นทุนแม่พิมพ์จะสูง แต่ต้นทุนต่อชิ้นในปริมาณการผลิตจำนวนมากจะให้ผลตอบแทนจากการลงทุนที่คุ้มค่า อัตโนมัติช่วยลดแรงงาน และการใช้วัสดุอย่างมีประสิทธิภาพสูงช่วยลดของเสีย
• ความเหมาะสมกับชิ้นส่วนขนาดใหญ่: เมื่อเทียบกับการตัดขึ้นรูปแบบพรอเกรสซีฟ ระบบถ่ายโอนสามารถจัดการกับวัสดุที่มีขนาดใหญ่และหนาขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้เหมาะสำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างที่ต้องการความทนทาน
• การผสานการทำงาน: ขั้นตอนหลายขั้นตอน รวมถึงการขึ้นรูปแบบไม่ใช่ดั้งเดิม และแม้แต่การประกอบหรือการทัพในแม่พิมพ์ สามารถรวมไว้ในเครื่องจักรเดียวกันได้ ทำให้ไม่จำเป็นต้องผ่านกระบวนการรอง

เพื่อพิจารณาว่าเทคโนโลยีนี้เหมาะสมหรือไม่ ผู้ผลิตควรพิจารณาปัจจัยต่อไปนี้:

การขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์แบบทรานสเฟอร์ได (Transfer Die Stamping) เหมาะกับโครงการของคุณหรือไม่

• ความซับซ้อนของชิ้นส่วน: ชิ้นส่วนมีลักษณะดึงลึก หรือมีอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางสูง หรือต้องดำเนินการบนหลายด้านหรือไม่
• ปริมาณการผลิต: ความต้องการผลิตอยู่ในช่วงปานกลางถึงสูง (ตั้งแต่หมื่นชิ้นถึงล้านชิ้น) หรือไม่
• ขนาดชิ้นส่วน: ชิ้นส่วนมีขนาดใหญ่หรือเกะกะเกินไปจนไม่สามารถจัดการได้อย่างเหมาะสมด้วยสายพานลำเลียงของแม่พิมพ์แบบพรอเกรสซีฟหรือไม่
• ประเภทและความหนาของวัสดุ: การใช้งานเกี่ยวข้องกับวัสดุที่มีความหนาค่อนข้างมาก ซึ่งต้องการแม่พิมพ์และระบบจัดการที่ทนทานหรือไม่

หากคำตอบของคำถามหลายข้อข้างต้นคือ ใช่ การใช้ระบบอัตโนมัติแบบทรานสเฟอร์ได (transfer die automation) น่าจะเป็นวิธีการผลิตที่มีประสิทธิภาพและคุ้มค่าที่สุด

คำถามที่พบบ่อย

1. แม่พิมพ์แบบทรานสเฟอร์ได (transfer die) คืออะไร

แม่พิมพ์ถ่ายโอน (Transfer die) เป็นเครื่องมือตัดขึ้นรูปชนิดหนึ่งที่ใช้ในเครื่องอัดซึ่งมีหลายสถานีเพื่อดำเนินการตามลำดับ โดยลักษณะสำคัญคือทำงานกับชิ้นส่วนที่แยกออกจากม้วนวัสดุแล้ว โดยระบบถ่ายโอนแบบกลไกหรือหุ่นยนต์จะเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนแต่ละชิ้นจากสถานีหนึ่งไปยังอีกสถานีหนึ่ง ทำให้สามารถผลิตชิ้นส่วนขนาดใหญ่หรือซับซ้อนที่ไม่สามารถผลิตด้วยแม่พิมพ์แบบโปรเกรสซีฟได้

2. กลไกการถ่ายโอนประเภทต่างๆ ที่ใช้ในระบบอัตโนมัติ มีอะไรบ้าง

ระบบที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดมี 2 ประเภท คือ ระบบ 2 แกน และ 3 แกน (หรือไตรแกน) ระบบ 2 แกน โดยทั่วไปจะเคลื่อนย้ายชิ้นงานไปข้างหน้าและจับยึด/ปลดล็อกชิ้นงาน ในขณะที่ระบบ 3 แกนจะเพิ่มการเคลื่อนไหวแนวตั้งซึ่งมีความสำคัญต่อชิ้นงานที่มีการขึ้นรูปลึก ระบบเหล่านี้สามารถติดตั้งบนเครื่องอัดแรงหรือผสานเข้ากับแม่พิมพ์โดยตรงได้ ระบบสมัยใหม่มักขับเคลื่อนด้วยเซอร์โว มอเตอร์ ทำให้สามารถตั้งโปรแกรมการเคลื่อนไหวได้อย่างเต็มรูปแบบ ในขณะที่เครื่องอัดแรงรุ่นเก่าอาจใช้อุปกรณ์อัตโนมัติแบบกลไกคงที่ นอกจากนี้ในบางแอปพลิเคชัน โดยเฉพาะสายการผลิตแบบเทนเดอม หุ่นยนต์อุตสาหกรรมก็ถูกนำมาใช้ในการลำเลียงชิ้นงานระหว่างเครื่องอัดแรง

3. ต่างกันอย่างไรระหว่างแม่พิมพ์แบบเทนเดอมและแม่พิมพ์แบบทรานสเฟอร์

ระบบแม่พิมพ์ถ่ายโอน (transfer die) ดำเนินการขึ้นรูปโลหะหลายขั้นตอนภายในเครื่องอัดรีดขนาดใหญ่เพียงเครื่องเดียว โดยใช้กลไกถ่ายโอนที่ติดตั้งอยู่ภายในเพื่อย้ายชิ้นงานระหว่างสถานีแม่พิมพ์ภายในเครื่องนั้น ขณะที่สายการผลิตแบบเรียงคิว (tandem die line) ประกอบด้วยเครื่องอัดรีดแยกต่างหากหลายเครื่องที่จัดเรียงตามลำดับ โดยชิ้นงานจะถูกเคลื่อนย้ายจากเครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่ง มักใช้หุ่นยนต์อุตสาหกรรมในการเคลื่อนย้าย แม่พิมพ์ถ่ายโอนโดยทั่วไปใช้สำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็กถึงกลางที่มีความซับซ้อน ในขณะที่สายการผลิตแบบเรียงคิวมักใช้สำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่มาก เช่น แผงตัวถังรถยนต์