Коротко

Поверхневі дефекти при автомобільному штампуванні є основною причиною відходів та затримок запуску виробництва, загалом поділяються на Косметичні дефекти класу А (які погіршують естетичний вигляд) та конструктивні дефекти (які ставлять під загрозу безпеку). статичні дефекти (спричинені забрудненням або пошкодженням оснащення) та динамічні дефекти (спричинені технологічними змінними, такими як потік, тепло та деформація).

Щоб досягти виробництва без дефектів, інженери мають оптимізувати технологічні параметри — зокрема зусилля прижиму заготовки (BHF), змащення та радіуси інструменту — та використовувати сучасні методи виявлення. У цьому посібнику розглянуто основні причини критичних дефектів, таких як «покриття шкірою апельсина», ударні лінії та розриви, і наведено практичні рішення — від цифрового моделювання до технічного обслуговування на виробничому майданчику.

Естетичні дефекти класу А («загиначі бренду»)

Для зовнішніх панелей, таких як капоти, двері та крила, навіть мікроскопічні відхилення поверхні можуть зіпсувати естетичне покриття класу А, яке вимагають OEM-виробники. Ці дефекти не впливають на міцність деталі, але створюють видимі спотворення після фарбування. Їх контроль вимагає точного регулювання властивостей матеріалу та розподілу деформацій.

Помаранчева шкіра

Діагностика: Шорстка, текстурована поверхня, що нагадує шкіру цитрусових. Становиться добре помітною після фарбування, розсіює світло та робить покриття матовим.

Основна причина: Це переважно проблема на рівні матеріалу. Вона виникає, коли окремі зерна металу деформуються незалежно, а не сукупно. Матеріали з крупним зерном більш схильні до цього явища під час глибокого штампування. У деяких випадках надмірне змащування також може утворювати плями олії, створюючи подібну текстуру поверхні.

Розв'язок:

• Вибір матеріалу: Перейдіть на тонкозернистий листовий метал із жорсткішим контролем розміру зерна.
• Контроль деформації: Забезпечте достатнє розтягування матеріалу, щоб натягнути поверхню, але не надто сильне, щоб викликати нестабільність на рівні зерен.
• Контроль змащення: Оптимізуйте в'язкість мастила та кількість його нанесення, щоб запобігти гідростатичному шорсткуванню.

Сліди ковзання проти ударних ліній

Ці два дефекти часто плутають, однак вони мають різні механічні причини. Їх розрізнення є критично важливим для вибору правильного рішення.

• Сліди ковзання: Виникають через листовий метал фізичне ковзання над радіусом інструмка (наприклад, радіусом матриці або лінією характеру). Цей рух призводить до полірування поверхні, залишаючи видимий слід. Рішення: Поліруйте радіуси інструмків до дзеркального стану, застосовуйте високоефективні мастила або змініть конструкцію додаткової зони, щоб зменшити рух металу над цим певним радіусом.
• Шокові лінії (або лінії удару): Спричинений гістерезис деформації . Коли метал згинається навколо радіусу, а потім розпрямлюється, швидка зміна деформації може залишити видиму лінію, навіть якщо не відбувалося ковзання. Це часто відбувається поблизу ліній характеру. Рішення: Збільште радіус інструмка, щоб зменшити інтенивність циклу згину-розгину, або використовуйте програмне забезпечення для моделювання щоб оптимізувати розподіл деформацій на етапі проектування.

Поверхневі углиблення та сліди усадки

Діагностика: Невеликі углиблення або «впадини», які часто невидимі неозброєним оком, доки деталь не фарбують або не обробляють абразивом. Зазвичай виникають навколо вирізів для ручок дверей або клапанів заправки палива.

Основна причина: Часто це "падібні" дефекти, викликані нерівномірним розподілом напруги. Коли область з високою швидкістю натягу оточена областю з низькою швидкістю натягу, матеріал розслабляється нерівномірно, створюючи низьку точку. Еластичне відновлення (перевернення) навколо складних геометрій також може тягнути поверхню всередину.

Розв'язок: Збільшити Силу прижимної плити (СПП) щоб створити достатнє напруження по всій панелі, забезпечуючи рівномірний потік матеріалу. Надмірне підтягнення обличчя також може компенсувати очікувану розслабленість.

Дефекти структурної цілісності ("часткові вбивці")

Структурні дефекти викликають негативне відкидання частини, оскільки вони порушують фізичну цілісность компоненту. Вони регулюються діаграмою ліміту формування (FLD) та рівновагою між напругами натягу і стисненням.

Розриви та тріщини

Діагностика: Видно сльози в металі, починаючи від переломів до катастрофічних розколів. Вони зазвичай зустрічаються в районах високого розріднення, таких як глибокі кути.

Механізм: Матеріал перевищив свої межі міцності на тягу. Це динамічний дефект часто викликані надмірною триванням, недостатньою гнучкою матеріалу (n-значенням) або агресивною геометрією фарбування.

Коригувальні дії:

1. Зменшити BHF: Знизіть силу для тримання порожнього, щоб матеріал вільніше протікав у порожнину.
2. Змащення: Застосовуйте смазочні засоби більш високої якості або встановлюйте системи активного смазування в критичних точках тертя.
3. Оптимізація радіусу: Збільшити радіус входу шпалери. Острі радіуси діють як гальму, перешкоджаючи потоку матеріалу і змушуючи його розтягатися до випаду.

Зморшкування

Діагностика: Хвильовий, застеблений метал, зазвичай зустрічається в області фланцу або вузких стін. На відміну від розщеплень, зморшки викликані стисливої нестабільності .

Механізм: Коли метал стискається тангенційно (притискається разом), він має тенденцію виходить з площини, якщо не обмежується. Це часто відбувається в вузких стінах, де є надлишок матеріалу.

Коригувальні дії:

• Збільшити BHF: Накласти більше тиску на фланс, щоб фізично придушити згиб.
• Використовуйте бульбашки: Застосовуйте затяжні гранати, щоб обмежити потік матеріалу і збільшити напругу в стіні, витягнувши розслаблений матеріал, який викликає зморшки.
• Зауважте компроміс: Збільшення BHF для залагодження зморшок збільшує ризик розщеплення. Процесне вікно є безпечною зоною між цими двома режимами несправності.

Дефекти інструментів та процесів

Не всі дефекти виникають в результаті потоку матеріалу; багато з них є відбитками стану інструменту або середовища штамповання. Різниця між статичний та динамічна джерела є першим кроком у вирішенні проблем.

Статичні проти динамічних дефектів

Заїдання та задири

Заїдання (або адгезійний знос) виникає, коли листовий метал мікроскопічно сплавляється з інструментальною сталью через високий тиск і температуру, внаслідок чого відриваються шматки матеріалу. Це залишає глибокі подряпини та руйнує поверхню інструмента. Таке явище поширене при штампуванні високоміцної сталі та алюмінію. Рішення полягає у використанні сучасних PVD-покриттів для інструментів і забезпеченні хімічної сумісності між змащувачем і заготовкою.

Заусенці гострі, підняті краї уздовж лінії обрізки. Майже завжди вони виникають через неправильний зазор матриці якщо зазор між пуансоном і матрицею надто великий (зазвичай >10–15% товщини матеріалу), метал рветься, а не зрізається чисто. Якщо ж зазор занадто малий, потрібне надмірне зусилля.

Контроль цих параметрів вимагає надійного обладнання та точного інженерного розрахунку. Для виробників, які прагнуть звести ці ризики до мінімуму з самого початку, важливо співпрацювати з кваліфікованим виготовлювачем. Shaoyi Metal Technology спеціалізується на подоланні цього розриву, використовуючи прецизійні можливості за сертифікованими стандартами IATF 16949 та преси потужністю до 600 тонн для поставки критичних компонентів, таких як важелі підвіски, зі суворою відповідністю до стандартів поверхні OEM.

Методи виявлення та контролю якості

Сучасні стандарти автомобілебудування вийшли за межі простого візуального контролю. Виявлення дефекту є корисним, але передбачення дефекту є перетворювальним.

Ручне та цифрове штрихування

Ручне штрихування: Традиційний метод полягає у протиранні плоским абразивним каменем по штампованій панелі. Високі ділянки (заусенці, піки) стираються, тоді як низькі ділянки залишаються неторканими, створюючи візуальну карту контрасту. Хоча цей метод ефективний, він трудомісткий і залежить від кваліфікації оператора.

Цифрове штрихування: Це використання програмного забезпечення моделювання (наприклад, AutoForm) або оптичних сканувальних даних для створення віртуальної карти поверхневих дефектів. Шляхом емуляції фізичного процесу штрихування в цифровому середовищі інженери можуть виявлювати дефекти класу A навіть до того, як інструмент було вирізано . Це переносить контроль якості з етапу «налагодження» на етап «проектування», значно скорочуючи час і витрати на розробку.

Оптичні вимірювальні системи

Автоматизовані системи використовують структуроване світло (зебра-смугування) або лазерне сканування для вимірювання топології поверхні з точністю до мікрометра. Ці системи забезпечують об'єктивні, кількісні дані, які можуть передаватися назад у систему керування преса. Наприклад, якщо оптична система виявляє тенденцію до утворення «ямки», лінія преса може автоматично відрегулювати тиск подушок для компенсації, створюючи замкнену систему контролю якості.