Коротко

Сервопреси означають принципову зміну від маховиків із фіксованою швидкістю до програмованої двигунової технології, забезпечуючи необмежений контроль над швидкістю та положенням повзунка. Для автомобільної штамповки ця технологія дає три ключові інженерні переваги: можливість формування Покращена високоміцна сталь (AHSS) без тріщин за рахунок регулювання часу витримки, зниження витрат на енергію на 30–50% завдяки рекуперативному гальмуванню та значно подовжений термін служби інструменту завдяки профілям «тихої вирубки». Оскільки виробники переходять до компонентів EV, які потребують глибокого витягування та вузьких допусків, модернізація до сервотехнології дозволяє збільшити кількість ходів у хвилину (SPM) за рахунок маятникового руху, забезпечуючи сумісність виробничих ліній із майбутніми стандартами OEM.

Точне формування складних геометрій та AHSS

Головною причиною впровадження сервопресів у автомобільній галузі є виклик, пов’язаний із матеріалознавством сучасного автомобілебудування. Оскільки OEM-виробники переходять до Високоміцні сталі нового покоління (AHSS) і легкого алюмінію для відповідності стандартам безпеки при зіткненні та економії пального традиційні механічні преси часто не справляються. Фіксована швидкість штока, що приводиться у рух маховиком, надто агресивно вдаряє по матеріалу, викликаючи тріщини, або ж надто швидко проходить через інтервал формування, спричиняючи пружне відновлення.

Сервопреси вирішують цю фізичну проблему за допомогою програмованого руху повзунка . На відміну від механічного преса, який обмежений фіксованою кінематичною кривою, сервопрес може уповільнювати швидкість штока до значень, близьких до нуля, всього за кілька міліметрів до контакту — метод, який часто називають «безшумний виріз». Такий контрольований вхід дозволяє матеріалу пластично деформуватися, а не рватися. Згідно з даними, наведеними MetalForming Magazine , можливість затримки в нижній мертвій точці (НМТ) усуває пружне відновлення (спрингбек), притаманне матеріалам із високим ступенем міцності, забезпечуючи геометрію деталі в межах допусків без необхідності додаткових калібрувальних ударів.

Цей безперервний контроль також дозволяє можливість «багаторазового удару» в межах одного циклу. Для складних геометрій, таких як стійки B або елементи шасі, повзун може виконати попереднє формування, трохи повернутися назад, щоб зняти накопичені напруження, а потім завершити остаточне формування. Ця можливість перетворює прес не просто на молот, а на прецизійний інструмент для формування, здатний досягти допусків такої ж суворості, як ∞ +/- 0,0005 дюйма , що є важливою характеристикою для автоматизованих збіркових ліній.

Оптимізація часу циклу: перевага маятникового режиму

Поширеним заблужденням є те, що через здатність сервопресів уповільнюватися під час формування вони загалом повільніші. Насправді, вони значно збільшують Ходів за хвилину (SPM) завдяки режиму, відомому як «маятниковий рух». Традиційні преси мають завершувати повне обертання кривошипа на 360 градусів за кожен цикл, втрачаючи цінний час на неробочій половині ходу.

Сервопресси, однак, використовують програмовані сервомотори, які можуть миттєво змінювати напрямок обертання. Для неглибоких деталей або операцій із прогресивною матрицею прес можна запрограмувати рух лише на необхідну довжину ходу — наприклад, від 180 градусів до 90 градусів і назад. Вилучивши зайву частину циклу «порожнього ходу», виробники часто можуть подвоїти свій випуск продукції. Shuntec зазначає, що така гнучкість дозволяє операторам задавати швидке наближення та повернення, зберігаючи при цьому оптимальну швидкість формування, ефективно відокремлюючи час циклу від швидкості формування.

Ця ефективність поширюється й на інтеграцію з автоматизацією транспортування. Сервопрес може сигналізувати допоміжному обладнанню точний момент виходу з матриці, дозволяючи трансферним рукам починати роботу раніше, ніж із механічним кулачковим вимикачем. Така синхронізація створює безперервну високошвидкісну лінію виробництва, оптимізовану для масового виробництва автомобілів.

Подовження терміну служби інструменту та зменшення потреби у технічному обслуговуванні

Потужний удар «пробійного» типу, що виникає, коли механічний прес пробиває матеріал під високим навантаженням, є основною причиною зносу штампів і потреби у технічному обслуговуванні преса. Це зворотне навантаження поширює руйнівні вібрації через конструкцію преса та інструменти, що призводить до передчасного виходу з ладу різальних кромок і тріщин у компонентах штампа.

Сервотехнологія значно зменшує цей ефект за рахунок контрольованої швидкості пробою. Уповільнюючи повзун безпосередньо перед руйнуванням матеріалу, прес зменшує енергію пробійного удару, яку поглинає машина. Звіти галузі від Виробник вказують, що зменшення ударів і вібрацій може подовжити інтервали технічного обслуговування штампів у два рази або більше. Для постачальників автозапчастин, які використовують дорогий інструмент із карбіду вольфраму, це означає значну економію експлуатаційних витрат.

Крім того, зменшення вібрації створює тихіше середовище на виробництві. Профіль «тихого пробивання» може знизити рівень шуму на кілька децибел, покращуючи безпеку працівників і відповідність вимогам OSHA без необхідності використання дорогих звукоізоляційних кожухів.

Енергоефективність та стійкість

Оскільки ланцюг поставок автомобільної промисловості відчуває зростаючий тиск щодо звітування та скорочення викидів вуглекислого газу, енергетичний профіль обладнання для штампування став ключовим чинником при прийнятті рішень. Традиційні преси спираються на масивні маховики, які мають працювати безперервно, споживаючи електроенергію навіть у стані простою. Навпаки, сервопреси споживають енергію переважно під час руху повзунка — це архітектура «живлення за потребою».

Що важливіше, сучасні сервопреси оснащені системи регенеративного тормозлення подібними до тих, що використовуються в гібридних транспортних засобах. Коли повзунок преса уповільнюється або двигун гальмує, кінетична енергія перетворюється назад на електроенергію та зберігається в конденсаторних банках. Ця накопичена енергія потім використовується для живлення наступного етапу прискорення. AHE Automation підкреслює, що ця технологія може зменшити загальне споживання енергії на 30-50% порівняно з гідравлічними або механічними аналогами, а також зменшити пікові перепади потужності на 70%.

Застосування в EV & Scaling Production

Перехід на електричні транспортні засоби (EV) запровадив нові вимоги до компонентів, які сприяють сервотехнології. Акумуляторні корпуси вимагають глибокого витягу алюмінію без розриву, а ломанізовані склади для двигунів вимагають точності з'єднання, яку може гарантувати тільки активний контроль слайду. Біполярні пластини з паливними елементами, з їх складними каналами потоку, вимагають екстремної плоскості виготовлення, яку сервопреси забезпечують через високий тоннаж житла.

Введення в дію цих передових можливостей формування вимагає стратегічного підходу до масштабування. Незалежно від того, чи ви перебуваєте на стадії швидкого створення прототипів, чи збираєтеся до масового виробництва, вибір партнерів з відповідними можливостями обладнання має вирішальне значення. Наприклад, виробники, як Shaoyi Metal Technology використовувати високотоновий точний прес (до 600 тонн) та сертифіковані IATF 16949 процеси для усунення розриву між технічними зразками та доставкою великих обсягів. Доступ до таких комплексних рішень штамповання дозволяє автомобільним рівням забезпечувати критичні компонентивід складних рук управління до підкамербез ризику обмежень в потужності.

В кінцевому рахунку, сервопрес не просто замінює механічний прес, він є платформою для інновацій. Вона дозволяє виробляти легші, міцніші та складніші конструкції автомобілів, які визначають наступне покоління автомобільної техніки.

Поширені запитання

1. Чи можна модернізувати існуючі механічні прес-прибори сервотехнологіями?

Так, можна модернізувати існуючі пресові рами лінеарними сервоактуаторами, як зазначають фахівці з технічної модернізації. Цей підхід замінює коленчаний вал, маховий коліс і зцеплення сервомодулями, зберігаючи міцну раму, отримуючи програмуваний контроль. Це може бути економічно ефективною альтернативою покупці нової машини, яка пропонує приблизно 70-80% переваг спеціально побудованого сервопресу за часткою капітальних витрат.

2. Як сервопрес порівняти з гідравлічним пресом для глибокого малювання?

Тоді як серво-гідравличні пресси якщо поєднувати тоннаж гідравліки з точністю сервоконтролю, чисто механічний сервопрес зазвичай швидше. Для глибокого малювання сервопрес створює гібридну перевагу: він імітує підтримуваний тиск гідравлічного пресу під час форми, але використовує швидкі швидкості повернення механічного пресу, що часто призводить до більш високих деталей на хвилину, ніж традиційна гідравлічна система.

3. Який типовий період рентабельності інвестицій в сервоприцілок?

Хоча початкова вартість сервопресу вище, ніж стандартна механічна преса, рентабельність роботи зазвичай досягається протягом 18-24 місяців. Ця швидка окупація обумовлена трьома факторами: економією енергії (до 50%), зниженням кількості відходів від більш високої точність (особливо з дорогими матеріалами AHSS) та усуненням вторинних операцій, таких як натяк на стрілу або збір, які дозволяють