Druckguss , Auch als Hochdruckguss bekannt, ist eine netznahe Formgebungstechnologie, die in der EU weit verbreitet ist Auto Motiv , Aerospa ce , und Elektronik Branchen in den letzten Jahren. Während des Druckgussprozesses füllt geschmolzenes Metall (im Allgemeinen eine Leichtlegierung) den Hohlraum unter der Wirkung des Stempels mit hohem Druck und hoher Geschwindigkeit und kühlt schnell ab, um den endgültigen Guss zu bilden.
Druckguss wird in der Regel unterteilt in Kaltkammerdruckguss und Heißkammerdruckguss. Das Kaltkammerdruckgießen wird hauptsächlich zur Herstellung großer Teile wie Autoteile und Kühlteile für Kommunikationsbasisstationen verwendet. Heißkammerdruckguss wird häufig bei der Herstellung kleiner elektronischer oder 3c-Produkte eingesetzt. Prozess, wie USB-Anschluss, Notebook-Shell, etc.
1. Druckguss hat eine gute Automatisierungsgrundlage
Im Vergleich zum normalen Gießverfahren zeichnet sich der Druckguss durch hohe Geschwindigkeit und hohen Druck aus. Die hergestellten Produkte sind im Allgemeinen dünnwandige Leichtmetallteile, aber die Druckgusstechnologie wird auch bei der Herstellung von Rotoren aus reinem Kupfer verwendet. nicht wie Aluminium- und Magnesiumlegierungen Bei reinem Kupfer ist der Schmelzpunkt sehr hoch, so dass eine kurze Lebensdauer des Druckgusses ein großes Problem darstellt.
Druckguss weist unter allen Gusstechnologien den höchsten Automatisierungsgrad auf. Moderne Druckgussunternehmen verwenden die automatisierte Druckguss-Inseltechnologie, die Druckgussmaschinen (in der Regel Dutzende oder sogar Hunderte) in hohem Maße integriert, um einen vollautomatisierten Produktionsprozess zu bilden. Gleichzeitig wird mithilfe intelligenter Werkstechnologie der Produktionsprozess der Druckgussmaschine überwacht, die Leistung und der Status jeder Druckgussmaschine in Echtzeit erfasst und der Produktionsprozess der Druckgussmaschine zeitlich angepasst Big-Data-Messung und Echtzeit-Feedback zur Sicherstellung der Endproduktqualität.
Die Echtzeitsteuerung der Druckgusstemperatur ist ein einfaches Beispiel:
Am Beispiel des Kaltkammerdruckgusses im Produktionsprozess steigt die Formtemperatur aufgrund des kontinuierlichen Füllens des Formhohlraums mit flüssigem Hochtemperaturmetall weiter an. Zu diesem Zeitpunkt wird im Allgemeinen Kühlwasser zum Kühlen der Form verwendet, um sicherzustellen, dass die Temperatur der Form nicht überhitzt wird. Wenn die Auslegung der Kühlwasserleitungen im Allgemeinen angemessen ist, können wir sicherstellen, dass die Temperatur der Form den sogenannten Wärmehaushalt erreicht, indem wir die Temperatur und die Durchflussrate des Kühlwassers steuern. Unter diesem Gesichtspunkt können wir das Kühlwasser-Rückkopplungssystem entwerfen. Nachdem wir den tatsächlichen Wert der Formtemperatur kennen, können wir die Temperatur und den Durchfluss des Kühlwassers durch Berechnung und sofortiges Rückkopplungssystem steuern und schließlich die Temperatur der Form steuern. Dies ist eine typische Anwendung einer intelligenten Fabrik für Druckguss in dieser Phase.
Tatsächlich ist der obige Fall der intelligenten Steuerung nur ein sehr kleines Anwendungsszenario in der "Smart Factory". Um eine echte "intelligente Fabrik" zu erreichen, muss eine große Menge von Produktionsdaten in Echtzeit gesammelt werden, von denen die Daten in Bezug auf die Produktqualität entscheidend sind, wie z. B. Dichte, Porosität und Oxidationseinschlüsse, da diese Daten die Indikatoren sind Die Kunden interessieren sich am meisten und sind auch die Kernindikatoren, die messen, ob ein Casting qualifiziert ist. Zu diesem Zeitpunkt sind diese kritischsten Indikatoren am schwierigsten zu erhalten, da wir bei Metalllegierungsprodukten die interne Struktur des Produkts nicht direkt beobachten können. Die meisten Hersteller verwenden die Methode, die Gussteile vor Ort zu überprüfen, sie in die vom Kunden klar festgelegten Schlüsselbereiche zu schneiden und dann direkt zu beobachten, ob ein Problem vorliegt. Ein anderes Verfahren besteht darin, eine zweidimensionale Röntgendetektionstechnologie zu verwenden, um die lokale Position der Probengussteile und die Beobachtung abzutasten. Das größte Problem dieses Verfahrens besteht darin, dass die dreidimensionalen Gussinformationen und die Informationen in zweidimensionale Schichten komprimiert werden durch Beobachtung erhalten kann die tatsächliche Situation nicht vollständig widerspiegeln.
Abbildung 3. Umsetzungsplan für das europäische Musikprojekt in der audi ag ingolstadt smart factory
interne Qualitätsüberwachung von Gussteilen
Mit der kontinuierlichen Entwicklung der Automobilindustrie werden die Anforderungen an die Qualität von Teilen immer höher. Große Automobilhersteller formulieren weiterhin Anforderungen an die interne Qualität von Teilen und Komponenten und spezifizieren quantitativ die Standards, die bei internen Defekten von Teilen bestehen können. In diesem Fall muss der Zulieferer in der Lage sein, die Verteilung von Fehlern in allen Gussteilen während des Produktionsprozesses in Echtzeit zu erkennen und zu kalibrieren und die Standards zu vergleichen, um zu beurteilen, ob die Gussteile die Anforderungen erfüllen.
Wie kann man die Fehler im Gussstück richtig beobachten und aufzeichnen? Die beste Technologie in der vorhandenen Technologie ist die Computertomographie, auch als CT-Technologie bekannt. Die CT-Technologie ist im medizinischen Bereich weit verbreitet, und die Anwendung der CT-Technologie in industriellen Tests ist in den letzten Jahren immer noch eine neu aufkommende Technologie.
Um die CT-Technologie auf die interne Qualitätsprüfung von Gussteilen anzuwenden, müssen folgende Anforderungen erfüllt sein:
Erstens muss die Erkennungsgeschwindigkeit hoch genug sein, um dem Echtzeit-Produktionsprozess von Gussteilen zu entsprechen.
zweitens muss die Qualität des durch die Inspektion erhaltenen Bildes gut genug sein, um mit der genauen Identifizierung des Bildes durch nachfolgende Software übereinzustimmen;
Drittens muss die Software oder der Algorithmus, der das Bild erkennt, unter Wahrung der Genauigkeit schnell genug sein, um den Produktionsplan nicht zu verzögern.
Unter diesen sind die ersten beiden Anforderungen für das Testen von CT selbst und die letzte für das Testen von Software oder Algorithmen. Wenn wir uns einen Überblick über die vorhandene CT-Technologie verschaffen, werden wir feststellen, dass das vielversprechendste Testinstrument das von der General Electric Company hergestellte CT-Gerät (Speed-Scan) ist, das von der deutschen Volkswagen Company für tatsächliche Gussteile verwendet wurde. erkannt. Mit Blick auf die heimische Druckgussindustrie ist der Einsatz von Echtzeit-CT-Technologie zur Kontrolle der Qualität von Gussteilen eine ernsthafte Herausforderung auf betrieblicher Ebene. Die größte Einschränkung sind die Kosten - die Kosten für CT-Testgeräte sind extrem hoch, und für die Produktionslinie wird im Allgemeinen eine große Menge an CT-Testgeräten benötigt, die für die meisten inländischen Unternehmen unerreichbar ist. Angesichts der kontinuierlichen Entwicklung der Branche und der kontinuierlichen Verbesserung der Qualitätsanforderungen von Gussteilen wird der Einsatz der CT-Technologie zur Erfassung der internen Qualität von Gussteilen in Echtzeit eine allgemeine Anforderung für Oems an Lieferanten für einen bestimmten Zeitraum in der Zukunft sein .
Prozessrückmeldung und Anpassung
Unter der Voraussetzung, dass das Gussteil von ct erkannt wird und dreidimensionale feste Daten erhält, gehen wir davon aus, dass es einen Algorithmus gibt, der die Daten auf sehr effiziente Weise analysieren und alle Informationen über die internen Defekte des Gussstücks einschließlich des Typs liefern kann. Größe und Verteilung usw., dann können wir diese Informationen verwenden, um den Produktionsprozess selbst anzupassen und zu korrigieren und schließlich qualifizierte Gussteile ohne übermäßige Mängel zu erhalten. Dieser Prozess, dh der Prozess des Erhaltens von Gussinformationen und des Modifizierens des Prozesses, wird als Prozessrückkopplungs- und Anpassungsprozess bezeichnet. Natürlich können wir diesen Prozess nicht mit nur einer Casting-Information abschließen. Die normalste Situation besteht darin, eine große Anzahl von Gussinformationen zu erhalten und die Gussfehler durch statistische Analyse und prozessbezogene Methoden zu beheben.
Die nächste Frage lautet: Wie können wir unqualifizierte Fehler vermeiden, indem wir die Prozessparameter anpassen, selbst wenn wir eine große Menge an Informationen zur Fehlerverteilung innerhalb des Gussteils erhalten? Das leistungsstärkste verfügbare Analysewerkzeug ist die numerische Computersimulation, die uns bekannt ist.
Mit Computersimulationstechnologie können wir eine virtuelle Produktion im lokalen Sinne erreichen. Insbesondere für den Druckguss können wir den Füll- und Erstarrungsprozess direkt numerisch simulieren, indem wir die Geschwindigkeit, den Druck, das Strömungsmuster und das Spritzen des Flüssigkeitsfüllhohlraums usw. untersuchen, um festzustellen, ob sich im Füllprozess Gas befindet. durch Berechnung der Temperaturänderungen von Gussteilen und Formen unter verschiedenen Zyklusbedingungen des Druckgusses, um die potenziellen heißen Verbindungen, Gussfehler (Schrumpfen, Schrumpfen) und das Wärmeausgleichsverhalten des Druckgusses zu bestimmen und zu untersuchen. Durch diese numerische Simulationstechnologie können wir auf der Grundlage bestimmter Analysebedingungen Fehler im Gussstück weitgehend beurteilen und vermeiden, die Gussleistung verbessern und die Produktionseffizienz erheblich verbessern sowie die zuvor diskutierten Prozessrückmeldungen und -korrekturen erzielen. Zweck.
Wir stellen den gesamten Prozess zusammen: Verwenden Sie die digitale Technologie (ct), um die dreidimensionalen Fehlerdaten des Produkts in Echtzeit zu erfassen. Wenn das Produkt nicht qualifiziert ist, werden die Daten mithilfe der Simulationstechnologie an das Cae-Analysezentrum übertragen, um eine Lösung für das Fehlerproblem zu analysieren und zu generieren. Das Lösungsfeedback wird zur Ausführung und erneuten Erfassung an das Produktions- und Prozess-Frontend gesendet das Produkt. Das Produkt wird weiterhin einer digitalen Inspektion unterzogen und erhält dreidimensionale Fehlerdaten. Wenn das Produkt qualifiziert ist, endet die Iteration, andernfalls wird sie fortgesetzt.
Master Core Digital Technology
Es ist ersichtlich, dass die Cae-Analyse eine Schlüsselrolle in diesem Prozess spielt und die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Lösung einen Einfluss auf die Effizienz des gesamten Prozesses haben wird. In der Tat kann die Frage, ob Sie den Kern der Cae-Technologie beherrschen und ob Sie die numerische Simulationstechnologie in der tatsächlichen Produktion anwenden können, die technischen Fähigkeiten eines Druckgussunternehmens in hohem Maße messen, da die digitale Technologie ein Muss für die Straße von Unternehmen ist Je früher Sie auf diesem Weg den Kern der digitalen Technologie beherrschen, desto besser können Sie sich im zukünftigen Unternehmenswettbewerb abheben.
Wenn also die digitale Detektionstechnologie und die Cae-Analysetechnologie gut auf die bestehenden Druckgussunternehmen angewendet werden, können wir eine vollständige und typische digitale Fabrikszene sehen. Unter diesen realisiert die digitale Erkennungstechnologie die Digitalisierung physikalischer Einheiten, und die Cae-Analysetechnologie wandelt die durch die Erkennung erhaltenen digitalen Informationen in Problemlösungen auf der Grundlage der virtuellen Produktion um. In diesem Prozess ist die digitale Erkennung tatsächlich ein vollautomatischer Prozess, während die Cae-Analyse immer noch die Beteiligung des Menschen erfordert. Wenn die Cae-Analyse zu einem Algorithmus verfestigt und vollständig automatisiert werden kann, ist dies der Prototyp der zukünftigen intelligenten digitalen Fabrik.
