TÓM TẮT NHANH

Các khuyết tật bề mặt trong quá trình dập ô tô là nguyên nhân chính dẫn đến tỷ lệ phế phẩm và sự chậm trễ trong việc triển khai sản xuất, thường được phân thành Khuyết tật thẩm mỹ lớp A (làm giảm tính thẩm mỹ) và structural defects (ảnh hưởng đến độ an toàn). Việc chẩn đoán hiệu quả đòi hỏi phải phân biệt giữa khuyết tật tĩnh (do nhiễm bẩn hoặc hư hỏng dụng cụ gây ra) và khuyết tật động (do các biến số quá trình như dòng chảy, nhiệt và biến dạng gây ra).

Để đạt được sản xuất không lỗi, các kỹ sư phải tối ưu hóa các biến quy trình—cụ thể là Lực kẹp phôi (BHF), bôi trơn và bán kính dụng cụ—đồng thời tận dụng các phương pháp phát hiện tiên tiến. Hướng dẫn này đề cập đến các nguyên nhân gốc rễ của những khuyết tật nghiêm trọng như hiện tượng da cam, vệt sốc và vết nứt, cung cấp các giải pháp khả thi từ mô phỏng kỹ thuật số đến bảo trì tại phân xưởng.

Các khuyết tật thẩm mỹ Class A (Những yếu tố "phá thương hiệu")

Đối với các tấm vỏ ngoài như nắp ca-pô, cửa xe và chắn bùn, thậm chí những sai lệch bề mặt ở mức vi mô cũng có thể làm hỏng lớp hoàn thiện "Class A" mà các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) yêu cầu. Những khuyết tật này không ảnh hưởng đến độ bền của chi tiết nhưng tạo ra các biến dạng nhìn thấy được sau khi sơn. Việc kiểm soát chúng đòi hỏi sự điều chỉnh chính xác các tính chất vật liệu và phân bố biến dạng.

Vỏ cam

Chẩn đoán: Bề mặt nhám, gồ ghề giống như vỏ trái cây họ cam chanh. Hiện tượng này trở nên rất rõ rệt sau khi sơn, làm tán xạ ánh sáng mạnh và khiến bề mặt mất độ bóng.

Nguyên nhân gốc rễ: Đây chủ yếu là vấn đề ở cấp độ vật liệu. Nó xảy ra khi các hạt kim loại riêng lẻ biến dạng độc lập thay vì biến dạng đồng thời. Các vật liệu có cấu trúc hạt thô hơn dễ bị hiện tượng này trong quá trình dập sâu. Trong một số trường hợp, việc bôi trơn quá mức cũng có thể giữ lại các túi dầu, tạo ra kết cấu bề mặt tương tự.

Giải pháp:

• Lựa chọn vật liệu: Chuyển sang sử dụng tấm kim loại hạt mịn với tiêu chuẩn kiểm soát kích thước hạt chặt chẽ hơn.
• Quản lý Biến dạng: Đảm bảo vật liệu được kéo căng đủ để làm phẳng bề mặt nhưng không quá mức gây mất ổn định ở cấp độ hạt.
• Kiểm soát Bôi trơn: Tối ưu hóa độ nhớt và lượng chất bôi trơn được áp dụng để ngăn ngừa hiện tượng làm nhám thủy tĩnh.

Vết trượt (Skid Lines) so với Vết sốc (Shock Lines)

Hai lỗi này thường bị nhầm lẫn nhưng có nguồn gốc cơ học khác biệt rõ rệt. Việc phân biệt chúng là rất quan trọng để lựa chọn biện pháp khắc phục phù hợp.

• Vết trượt (Skid Lines): Do tấm kim loại gây ra trượt vật lý qua một bán kính dụng cụ (như bán kính lỗ khuôn hoặc đường gờ nổi). Chuyển động này làm bóng bề mặt, để lại dấu vết nhìn thấy được. Cách khắc phục: Mài bóng các bán kính dụng cụ đến độ hoàn thiện như gương, bôi trơn bằng chất bôi trơn hiệu suất cao, hoặc điều chỉnh thiết kế phần bổ sung để giảm chuyển động của kim loại qua bán kính cụ thể đó.
• Các vạch sốc (hoặc vạch va chạm): Do bị trễ biến dạng . Khi kim loại bị uốn cong qua một bán kính rồi sau đó duỗi ra, sự thay đổi nhanh chóng về biến dạng có thể để lại một vạch nhìn thấy được, ngay cả khi không xảy ra hiện tượng trượt. Hiện tượng này thường xảy ra gần các đường gờ nổi. Cách khắc phục: Tăng bán kính dụng cụ để giảm mức độ nghiêm trọng của chu kỳ uốn-duỗi, hoặc sử dụng phần mềm mô phỏng để tối ưu hóa phân bố biến dạng trong giai đoạn thiết kế.

Vùng lõm bề mặt và các dấu lõm

Chẩn đoán: Những vết lõm nhẹ hoặc 'ổ trũng' thường không nhìn thấy bằng mắt thường cho đến khi chi tiết được sơn hoặc mài. Chúng thường xuất hiện xung quanh các khoang tay nắm cửa hoặc nắp bình nhiên liệu.

Nguyên nhân gốc rễ: Đây thường là các lỗi "lõm xuống" do sự phân bố biến dạng không đồng đều. Khi một khu vực có tốc độ biến dạng cao bị bao quanh bởi khu vực có tốc độ biến dạng thấp, vật liệu phục hồi không đều, tạo ra điểm lõm. Hiện tượng phục hồi đàn hồi (springback) xung quanh các hình học phức tạp cũng có thể kéo bề mặt vào trong.

Giải pháp: Tăng Kẹp phôi (BHF) để tạo ra lực căng đủ trên tấm, đảm bảo vật liệu chảy đều. Việc tăng độ cong quá mức trên bề mặt khuôn cũng có thể bù đắp cho sự giãn nở dự kiến.

Các Lỗi Về Độ Bền Kết Cấu (Những Lỗi 'Hủy Chi Tiết')

Các lỗi kết cấu gây ra việc loại bỏ ngay lập tức vì chúng làm giảm độ bền vật lý của chi tiết. Những lỗi này được xác định bởi biểu đồ giới hạn tạo hình (FLD) và sự cân bằng giữa ứng suất kéo và ứng suất nén.

Nứt và Vết nứt

Chẩn đoán: Các vết rách nhìn thấy được trên kim loại, từ các vết nứt nhỏ đến các vết xé lớn nghiêm trọng. Những vết này thường xuất hiện ở những khu vực mỏng quá mức, chẳng hạn như các góc kéo sâu.

Cơ chế: Vật liệu đã vượt quá giới hạn cường độ chịu kéo. Đây là một lỗi động thường do ma sát quá mức, độ dẻo của vật liệu không đủ (giá trị n), hoặc hình dạng khuôn quá sắc.

Các biện pháp khắc phục:

1. Giảm lực kẹp phôi: Giảm lực kẹp phôi để cho phép vật liệu chảy tự do hơn vào khoang khuôn.
2. Bôi trơn: Sử dụng chất bôi trơn hiệu suất cao hơn hoặc lắp hệ thống bôi trơn chủ động tại các điểm ma sát quan trọng.
3. Tối ưu hóa bán kính: Tăng bán kính lối vào khuôn. Một bán kính sắc sẽ hoạt động như phanh, ngăn cản vật liệu chảy và khiến nó bị kéo căng đến mức đứt.

Bị nhăn

Chẩn đoán: Kim loại bị nhăn, cong, thường xuất hiện ở vùng mặt bích hoặc thành nghiêng. Khác với hiện tượng rách, nhăn nhúm được gây ra bởi bất ổn do nén .

Cơ chế: Khi kim loại bị nén theo phương tiếp tuyến (bị ép vào nhau), nó có xu hướng cong vênh ra khỏi mặt phẳng nếu không bị ràng buộc. Đây là hiện tượng phổ biến ở các thành dốc nơi có dư thừa vật liệu.

Các biện pháp khắc phục:

• Tăng lực kẹp phôi: Áp dụng lực ép lớn hơn lên bích để kìm chế vật lý hiện tượng cong vênh.
• Sử dụng gờ tạo lực kéo: Lắp đặt gờ tạo lực kéo để hạn chế dòng chảy vật liệu và tăng độ căng ở thành, kéo phần vật liệu chùng gây nhăn ra ngoài.
• Lưu ý điểm đánh đổi: Tăng lực kẹp biên để khắc phục nếp nhăn sẽ làm tăng nguy cơ rách. Vùng an toàn trong quá trình là khoảng trung gian an toàn giữa hai dạng hỏng hóc này.

Các khuyết tật do khuôn và quá trình gây ra

Không phải tất cả các khuyết tật đều xuất phát từ dòng chảy vật liệu; nhiều khuyết tật là dấu in của tình trạng khuôn hoặc môi trường dập. Việc phân biệt giữa các tĩnh và động nguồn gốc là bước đầu tiên trong việc xử lý sự cố.

Khuyết tật tĩnh và khuyết tật động

Galling và Burrs

Hiện tượng cào xước (hoặc hao mòn dính) xảy ra khi tấm kim loại hợp nhất vi mô với thép công cụ do áp suất và nhiệt cao, xé mảnh vật liệu ra. Điều này để lại những vết trầy xước sâu và phá hủy bề mặt của công cụ. Nó phổ biến trong thép và nhôm cao cường độ đóng dấu. Giải pháp bao gồm việc sử dụng lớp phủ công cụ PVD tiên tiến và đảm bảo tính tương thích hóa học giữa chất bôi trơn và mảnh làm việc.

Ba via có cạnh sắc nhọn, cao dọc theo đường cắt. Chúng hầu như luôn luôn được gây ra bởi không đúng cách khe hở cối - Không. Nếu khoảng cách giữa đấm và đục quá lớn (thường là > 10-15% độ dày vật liệu), kim loại sẽ rách thay vì cắt sạch. Nếu quá chặt, nó đòi hỏi lực quá mức.

Quản lý các biến này đòi hỏi thiết bị mạnh mẽ và kỹ thuật chính xác. Đối với các nhà sản xuất tìm cách giảm thiểu những rủi ro này ngay từ đầu, hợp tác với một nhà sản xuất có khả năng là điều cần thiết. Shaoyi Metal Technology chuyên thu hẹp khoảng cách này, tận dụng độ chính xác đạt chứng nhận IATF 16949 và khả năng ép lên đến 600 tấn để cung cấp các bộ phận quan trọng như đòn dẫn hướng với sự tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn bề mặt của OEM.

Phương pháp Phát hiện và Kiểm soát Chất lượng

Các tiêu chuẩn ô tô hiện đại đã vượt xa kiểm tra bằng mắt thường đơn giản. Việc phát hiện một lỗi là hữu ích, nhưng việc dự đoán lỗi mới mang tính cách mạng.

Mài thủ công so với Mài kỹ thuật số

Mài thủ công: Phương pháp truyền thống bao gồm việc chà một viên đá mài phẳng lên tấm kim loại dập. Những điểm cao (ba via, đỉnh nhọn) bị mài mòn, trong khi những điểm thấp vẫn giữ nguyên, tạo ra bản đồ tương phản hình ảnh. Mặc dù hiệu quả, phương pháp này tốn nhiều nhân công và phụ thuộc vào tay nghề người vận hành.

Mài kỹ thuật số: Điều này ám chỉ việc sử dụng phần mềm mô phỏng (như AutoForm) hoặc dữ liệu quét quang học để tạo bản đồ ảo các khuyết tật bề mặt. Bằng cách mô phỏng quá trình mài vật lý trong môi trường kỹ thuật số, các kỹ sư có thể xác định các khuyết tật lớp A trước cả khi khuôn được gia công . Điều này chuyển kiểm soát chất lượng từ giai đoạn "Thử nghiệm" sang giai đoạn "Thiết kế", giảm đáng kể thời gian và chi phí phát triển.

Hệ thống Đo lường Quang học

Các hệ thống tự động sử dụng ánh sáng cấu trúc (kẻ sọc zebra) hoặc quét laser để đo độ gồ ghề bề mặt với độ chính xác đến micromet. Các hệ thống này cung cấp dữ liệu khách quan, có thể định lượng được, và có thể được phản hồi vào hệ thống điều khiển máy ép. Ví dụ, nếu hệ thống quang học phát hiện một dấu vết lõm đang có xu hướng xuất hiện, dây chuyền ép có thể tự động điều chỉnh áp lực đệm để bù trừ, tạo thành một hệ thống kiểm soát chất lượng vòng kín.