注塑件生產(chǎn)技術在汽車中的應用 |
來源: 點擊數(shù):1805次 更新時間:2019/5/14 9:46:14 |
中國有著很多完整而龐大的汽車整車生產(chǎn)基地,隨之相應的汽車零部件客供鏈也日益壯大,越來越多的工廠對各類汽車零部件的加工制造充滿興趣,而隨著生產(chǎn)技術的成熟,生產(chǎn)過程也已經(jīng)不再神秘。在市場激烈競爭的影響下,汽車件生產(chǎn)工廠的更多精力已經(jīng)由客戶端轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)過程的管控中去,用品質(zhì)滿足客戶需求,“把品質(zhì)生產(chǎn)出來”。
先說說汽車復雜塑料零部件的優(yōu)勢:
1. 塑料可以一次加工成型,加工時間短,精度有保證;實驗允許和客戶許可的情況下可以回收做二次成型,同時廢品回收利用也非常高。
2. 塑料制品本身較輕,同時具有良好的彈性變形性,能吸收大量的碰撞能量,對強烈撞擊的緩沖作用明顯優(yōu)于其他材料,這樣就會對車輛和乘員起到更好的保護作用。
很多汽車的前后保險杠都采用塑料材質(zhì),以減輕車外物體對車身的沖擊力。塑料還具有吸收和衰減振動和噪聲的作用,可以提高乘坐的舒適性。很多模具廠早就接到了來自福特、廣汽、甚至路虎的保險杠訂單,并且在制造技術方面已經(jīng)很成熟。
3. 塑料耐腐蝕性強,局部受損不會腐蝕。汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)幾乎很難找到非塑膠的零部件。
4. 通過添加不同的填料、增塑劑和硬化劑還有彈性體做成改性料,以適應車上不同部件的用途和要求。BYD集團的18事業(yè)部更是早在多年前就已經(jīng)可以自行改造相應原料,以完全適應自身的產(chǎn)品需求。更方便的是塑料顏色可以通過色母以及色粉進行調(diào)整,省去噴漆的麻煩,塑料的電鍍性能優(yōu)于其他材料。
如何用管理的手段達成客戶需求的技術要求。對生產(chǎn)基層而言技術這種很講究經(jīng)驗的事情是無法用管理的手段來達成的,我現(xiàn)在用一個產(chǎn)品的完整流程來說說個人看法:
一、汽車件的項目管理
1. 新產(chǎn)品的導入
這個階段的技術以及管理手法都應該基于客戶的顯性和隱性需求,這些需求都可以在客戶的信息資料中看出端倪,內(nèi)部傳遞的源頭就是項目經(jīng)理,而項目經(jīng)理及時、有效、準確的傳遞這些信息并能很好的將信息在開發(fā)過程中實現(xiàn),這才是生產(chǎn)的正確開始。
項目導入不僅僅是項目經(jīng)理以及項目工程師的事,他的實現(xiàn)必須以最終能形成有效物流并得到認可、回款,才算是結(jié)案。所以這需要一個小的核心團隊并聯(lián)系大量的生產(chǎn)資源才能達成。
我們簡單闡述一下基本的項目團隊成員及職責:
接收、保存、發(fā)放及管理客戶的需求信息;組織相關人員對客戶需求進行評審;針對不明確或不清楚的客戶信息應及時與客戶溝通
確?蛻舻囊笥行мD(zhuǎn)化為項目開發(fā)的要求,并及時傳達到各相關單位保證在后續(xù)項目開發(fā)過程中實現(xiàn)
評審客戶需求中涉及品質(zhì)方面的內(nèi)容;將客戶的品質(zhì)標準轉(zhuǎn)化為內(nèi)部的品質(zhì)要求;將客戶的品質(zhì)標準在項目開發(fā)過程中得以實現(xiàn),并監(jiān)督及控制
新項目的團隊很小也很簡單,最大職責只是在分析客戶信息并實現(xiàn)資料中的顯性需求,每個人都希望一開始投產(chǎn)就有好結(jié)果,而任何新產(chǎn)品都是經(jīng)過詳細策劃才會產(chǎn)生好的結(jié)果。所以我們說項目也是技術,而怎么發(fā)揮技術就是管理手段的高明之處。
2. 項目過程中的技術
很多人都認為此階段不涉及到任何技術,因為大家都忽略了此階段中信息轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實的關鍵――文件的實現(xiàn),很多人認為文件只是在電腦前打幾個字而已,這種想法只是忽視了文件的基礎來源于生產(chǎn)現(xiàn)實,比如FMEA、APQP等,我們現(xiàn)在看一下幾個技術關系:
信息轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)能力的主要手段就是就是用各類文件的執(zhí)行性來管控進程,所以才有了所謂的“五大工具”。目標是促進與其涉及的每一個人的聯(lián)系,并確保所要求的步驟按時完成,一個人或者一個部門不可能完成所有的工作,必須是跨部門合作。
事先做好詳盡的策劃,將人、機、料、法、環(huán)、測等風險做出識別并有應對措施,那怕犧牲短期的經(jīng)濟目標也盡量確保產(chǎn)品一次就做好,要做到這些任何一個再優(yōu)秀的項目經(jīng)理都無法解決,只有各個部門以專業(yè)的技術人員做為輔助共同完成。
項目進行的第一階段,從團隊的建立到立項只需要簡單的一個項目經(jīng)理就可以完成全部的工作,這個時候的主要任務在于接收和消化信息,建立一個適合的團隊后項目經(jīng)理需要將這些消化后的信息交付給相關負責工程師分類實現(xiàn)。
二、生產(chǎn)車間的技術管理
1. 原料
塑料在汽車中的應用范圍由內(nèi)部裝飾擴展到外部結(jié)構(gòu),除聚烯烴材料近年來在汽車領域中用量大增外,聚氨酯、增強復合材料等在汽車產(chǎn)品的運用也日益增加。注塑產(chǎn)品在汽車零部件中所占的比例越來越高。
原料在成型前必須考慮除濕干燥系統(tǒng)的運用。對吸濕性較強的原材料在成型前必須充分干燥,而除濕干燥機是進行原料烘干的第一首選設備,相對于注塑機臺配備的熱風式烘干機來說烘干效果更好,而烘干溫度的設定務必以物性表為準。我們在這里重點講一個體系審核中經(jīng)常提到的情況。
當注塑機的烘料斗可以烘烤50KG原料,烘料時間4H時,往往面臨兩個問題:
處理這種問題一般常用的辦法就是告訴客戶,我們可以向原材料的供應商索要材質(zhì)證明,證明原料在這個時間范圍內(nèi)不會有任何異常。這種方式在審核無望的情況下雙方都會接受,但問題的癥結(jié)卻并沒有得到最終解決,所以我們必須要求做原料的極限測試。用實驗數(shù)據(jù)來證明生產(chǎn)過程的可行性和可靠性,只有將數(shù)據(jù)引入每一個技術環(huán)節(jié),工作內(nèi)容數(shù)據(jù)量化才是合理的。
2. 注塑設備
由于汽車零部件與常規(guī)手機殼、家用電器等塑膠產(chǎn)品有很大的不同,相當一部分產(chǎn)品自身尺寸較大,型腔面十分復雜,結(jié)構(gòu)位在塑膠過程中受力不等、應力分布自然也很難均衡,在設計時重點考慮的就是它所需的加工能力。
一般來說一臺注塑機的加工能力體現(xiàn)在合模力和注塑能力(以最大理論注射容積來表示)兩方面。注塑機在成型制品時,合模力必須大于模具型腔壓力產(chǎn)生的開模力,否則模具分型面會產(chǎn)生溢料。
確定注塑機合模力的公式:P合!軵型腔×F/100
式中:
P合模 為注塑機的合模力(或稱鎖模力)KN; P型腔 為模腔平均壓力;
MPa,與制品結(jié)構(gòu)形狀、精度要求和每模型腔數(shù)等有關,取值范圍一般在25-40MPa之間; F為模具型腔,澆道和進料口的水平重疊投影面積CM3。
為保證可靠的鎖模,注塑成型時的工藝鎖模力必須小于注塑機的額定鎖模力。一般取70%左右值,當然,同理,一套模具在注塑過程中注塑壓力也不要高設備額定的70%比較好。
汽車大型復雜塑料零部件的成型復合面精度給予充分保證。但不管我們怎么去講這些理論知識,大家肯定仍然對制品在制造過程中的精度存在很大的疑問。這張表來源于美國MP公司,是該公司內(nèi)部以及針對全球合作商、供應商培訓技術人員的專業(yè)性資料,任何一家公司都可以做一張類似的表單,在額定壓力的情況下檢視設備油壓變化,測量出變化曲線圖,設備是否能在正常狀態(tài)下工作自然一目了然。
3. 注塑過程
自從科學注塑出現(xiàn)以來,在注塑行業(yè)中一時盛名大噪。對于生產(chǎn)現(xiàn)場的技工來說,科學注塑是否能帶來多大的革命性技術變化都是個疑問,但不得不說,他對生產(chǎn)現(xiàn)場的精細化生產(chǎn)提高程度帶來的影響不是一點半點,凡是任何一個利用科學注塑法的人都會深刻的明白這一點。
相比于復雜的技術講座,“科學注塑法”可以簡單的分為六個環(huán)節(jié):
以上六節(jié)我認為可以簡單的概括完這種目前最新的技術,當然了,現(xiàn)在很多國外企業(yè)已經(jīng)開始通過模腔內(nèi)埋入感應設備來進行模腔分析技術對產(chǎn)品進行調(diào)整。 我們今天只是針對汽車件中的厚壁產(chǎn)品來進行簡單的技術陳述,而厚壁產(chǎn)品中我們用導光體的生產(chǎn)來進行分析。
導光體類產(chǎn)品的成本一直都是很高的,透明塑膠材質(zhì)的厚壁光學產(chǎn)品的注塑需要的不僅僅只是技術上的挑戰(zhàn)。而一般情況下,汽車行業(yè)所接觸到的類似產(chǎn)品壁厚從10---30mm,不光尺寸方面的精度要求高,而且生產(chǎn)周期相當長,出模后冷卻時間仍然需要5-20分鐘甚至更長,效率低下。同時麻煩的是產(chǎn)品整體往往會存在較大的壁厚差。較厚的注塑區(qū)域,凝固速度會明顯慢于較薄區(qū)域,過早凝固會影響熔體的壓力轉(zhuǎn)移,從而影響注塑生產(chǎn)的精確性。
除了生產(chǎn)周期時間和成型精確度,這些都可以通過注塑機的曲線界面直觀的看到,但成品元件的黏合強度也至關重要,多級注塑中不同透明塑料的黏合強度也大不一樣,即便采用相同的塑料,在溫度更高的情況下,會產(chǎn)生壓力,從而生產(chǎn)出的冷卻預制件會呈現(xiàn)更大的收縮量。因此,壁厚分布處水路的選擇、加工參數(shù)和溫度控制都極其重要。
在大部分情況下,普通模具一旦成型,很難有公司會愿意花更大的代價去開新的模具,而普通的多級注塑如何滿足這種產(chǎn)品的成型呢?
1)很多調(diào)機的過程都是基于個人經(jīng)驗或者固有參數(shù),但出現(xiàn)異常問題后往往手足無措,所以開始的準備資料中關于溫度設定務必要有供應商提供的原料物性表,在此數(shù)據(jù)的基礎上制定正確的料溫和模溫。原則上來說,初始調(diào)機我們必須按照兩種方式進行,那就是對原料溫度做上下限調(diào)試,在確保產(chǎn)品質(zhì)量的情況下,溫度越低越好。
2)速度是由壓力產(chǎn)生的,我們往往可以看到一種情況,注塑壓力高達90%,而速度只有10%,那我們有沒有觀察一下油壓表,實際的壓力是多少。同樣,速度90%,而壓力卻只有30%,這樣子的情況下,你確定速度可以達到90%嗎?所以這就是多級注塑開始前要求技術員務必要打缺膠樣板觀察的理由,也只有在這種沒有異常情況下制定的參數(shù)才能更合理,才能更好的實現(xiàn)互換式生產(chǎn)。
3)保壓只是以產(chǎn)品肉眼觀察無缺陷為準,這當然也是錯的,產(chǎn)品的塑膠封口時間很主要的影響因素就是保壓以及保壓時間,一般來說,當保壓能夠足以使產(chǎn)品成型時保存數(shù)據(jù),從這個階段開始不斷的以1秒的時間累增保壓時間,直至產(chǎn)品的單重完全穩(wěn)定為止,這個時候產(chǎn)品的單重最穩(wěn)定,尺寸也最穩(wěn)定。
4)熔膠以及背壓,這兩點因素往往是技術人員最容易忽略的,這兩點直接影響到熔膠進入模腔的狀態(tài),背壓過小,實際計量將大大高于需求計量,同時由于熔膠狀態(tài)不佳,產(chǎn)品出會現(xiàn)銀絲,汽泡,縮水等不良。
曾經(jīng)有位同事在調(diào)機的時候發(fā)生縮水及缺膠不良情況,溫度已經(jīng)超出極限,壓力及速度也很大,但問題沒有得到最終解決,后來經(jīng)過分析,熔膠在炮筒中停留時間太少,未完全熔融,只要簡單的調(diào)整一下讓熔膠在炮筒內(nèi)停留時間稍長所有異常全部解決。 厚壁產(chǎn)品并沒有我們想像中的那么難,關鍵在于對設備的熟悉程度、技術細節(jié)方面的操作是否能做到位。
所以我們回過頭來檢討一下本節(jié)開始的時候說的“科學注塑法”,當然我并不是說要做好產(chǎn)品就必須要用這種方法,只是在向大家灌輸一個理論,用數(shù)據(jù)和點檢的方式來約束調(diào)機這個純技術過程,收獲大不一樣。從T0開始完成一個參數(shù)過程,這個時間可能會很長,但當參數(shù)徹底穩(wěn)定后不再進行任何調(diào)整,只對包括模具、注塑機臺在內(nèi)的因素進行修正,生產(chǎn)自然可以順暢進行。
4. 品質(zhì)的管控
不是專業(yè)的品質(zhì)管理人員,很難深入的了解品質(zhì)工作。配合品質(zhì)絕不是盲從,也不是一昧的滯料等待判決。生產(chǎn)最直接的配合方式就是“前三項不良管理”。
以定時或不定時的巡查為生產(chǎn)日報表的監(jiān)督手段,當班整理出每一款產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的不良比率,以車間內(nèi)部的技術團隊針對產(chǎn)品的前三項不良進行統(tǒng)計、檢討,并對不良現(xiàn)象進行不斷改善,這個改善始終不要停頓。
在很多工廠品質(zhì)無論給予什么樣的高層重視但與生產(chǎn)都存在著種種矛盾,究其原因,任何超出本部門工作范圍外的配合事項,如果高層領導總是置身事外以只要結(jié)果不管過程的方式來對待,肯定的說品質(zhì)將陷入完全的停頓。
其實生產(chǎn)過程中的很多東西都是可以提前預防的:
任何表面看起來是技術方面的問題,在最終檢討的結(jié)果中都可以通過管理手段協(xié)調(diào)解決,而同樣的,很多大家都認為屬于管理范疇的事項,卻可以通過一些隱性的技術手法得到處理。 其實每家公司的內(nèi)部都有一群熟悉生產(chǎn)管理手段以及過程技術的強者,他們的經(jīng)驗足以撐起一片天空,希望能企業(yè)能合理的利用他們的技能,把我們的工廠做強做大,不再是加工廠,而是能夠獨立完成設計開發(fā),獨立工程的技術型公司。 |
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