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塑料模具 |
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专业化铝制模具为汽车工业带来新机遇 |
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| http://cn.newmaker.com
5/12/2010 7:31:00 PM
MM现代制造
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近来，在各个行业中，对具有较广应用范围的铝制模具的优点和前景谈论得很多，特别是汽车行业。5年前，我们公司便开始与本田公司合作，为铝制模具创建了标准，此后经过长时间的研究和开发，帮助他们达到了降低模具制造及生产成本的目标，同时还保证了零件的质量，以前只有在采用碳合金钢制造模具时才达到过这个目标。
关于铝材作为一种生产工具的原材料，人们常常有一种误解，认为它达不到P20钢的强度。实际情况是，铝材的抗压强度为77600 psi，不管注塑机的尺寸多大在螺杆正前方上最大注塑压力只有33000 psi，这只相当于铝材最高抗压强度的42.5%。
然而，经验表明铝制模具不一定适合于每个应用领域。这主要取决于所生产的零件材料、所涉及零件的批量和数量，以及正在执行的二次操作的种类。在模压成型生产中，为了提高潜在的生产周期水平，其所计划的二次操作应该进行彻底的调查，这样当其有可能与铝材固有的热传导性相匹配时，二次模具的设计就能够进一步优化。
竞争优势
我们的业务还需要努力发展，以找到模具设计的新方法，特别是铝制模具，因为它允许采用质地较软的热膨胀材料，以及可以开发新的不同于钢铁材料的操作准则。我们与模具制造商密切合作，共同测试和确定通常用于钢材压力机的操作准则。
然而，铝制模具今天正在大批量地应用于被专门选定的本田汽车上，并与其他OEM设备制造商一起，使他们的产品在成千万辆的汽车中应用。此外，还有其他更多令人惊喜的事情。
在如今设计的一辆典型汽车中，首先，其计划使用的塑料已超过了70%以上，这些塑料分别是TPO、PE或PP。这些材料注塑用的理想待选模具就是铝制模具。此外，由于汽车制造商开始降低汽车的产量，铝制模具的良好成本效益将使其成为一种具有吸引力的后选模具，适用于更多的应用领域。
汽车制造商在选择生产新模具时，应用铝制模具可节约5%~10%的生产成本；与钢制模具相比，可以使模具的交货时间缩短10%以上。最后，还能使零件的生产周期缩短20%~40%，甚至更多。再加上铝材的超级导热特性，使其很容易地达到预期的应用目标。
案例研究
Unique Tool & Gauge公司为本田雅阁公司提供模具，该公司目前的生产基地位于美国俄亥俄州伦敦市的Nissan Chemise America（NCA），自2007年8月以来，该公司已有40多万个零件投入生产。
首先，让我们来探讨一下有关节约成本和时间的问题。我们的经验表明，按平均计算，采用这种模具以后，节约的数量是十分可观的，与以前要求更多时间制造的模具相比，节约时间达10%。用于生产平面或外形相对较简单的零件的模具，其加工生产时间较少，因此所节约的成本较低，即使其售价较高，但由于铝材的价格高于钢材，因此抵消了在较多制造时间中所节约下来的费用。
凡是具有更多机械结构并需要更深入加工、逐点打磨和钳工刮研的模具，采用铝材要比采用P20模具钢节约更多的加工时间。对于本田雅阁公司所需的模具而言，采用铝材可以缩短生产交货期，节约成本。
在生产中，本田公司目前在Rear Tray模具上的模压成型时间节省了约20%，尽管在这个案例中，所节约的时间并非是它的最大限度。
“我们非常喜欢使用铝制模具。”NCA公司的模型经理Damion Manns先生说，“但在考虑采用铝材还是钢材时，模具制造商需要仔细地考虑其在模压成型过程中所增加的附加值。他们在模压成型一个零件以后，被运送到工厂的其他地方才能充分地利用节约周期所获得的好处，否则就要求对速度与成本之间的关系作出仔细而慎重的成本分析。”
最佳实践
现正，Unique Tool & Gauge公司正在努力完成几个较高批量生产应用领域的铝制模具项目，他们已经制订了一份有关最佳实践的清单，这对于模具制造商和生产商而言是很有价值的，因为他们考虑到了铝制模具是为较高批量的塑料生产应用领域服务的。
从设计的观点来看，在开始时，应用研磨性较低材料，如PP、TPO或PE，以及应用不易看见或隐蔽的零件也许是最好的方法。首先从拉模中高度比较浅的零件开始说起，其侧面的模压成型压力较低，模具的设计采用比较平坦的分型线倾斜度和非极端的密封，也就是说不小于5°。
至于维修问题，如飞边和分型线问题，对于任何模具，包括钢制模具，都是应该考虑的。生产维修人员需要开发一种附加的方法，以应对铝制模具的焊接。铝材的焊接不会比钢材更困难，但在焊接工艺和焊接技术上是有所不同的，必须认真学习这些技术。
放眼未来
我并不想给人们留下这样的印象：铝制模具的应用与P20模具钢相比具有明显的局限性。我们的业务还有很多看不到的地方，但我们确信，铝制模具的未来是光明的。
今天，对于汽车制造商而言，只有极少数的技术可以与铝制模具的强大潜力相匹敌，在一系列广阔的应用领域中，能够为每个零件生产节约的费用是相当可观的。
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