ما هي الاختلافات بين قوالب الصب لسلسلة مركبات الطاقة الجديدة والمركبات التقليدية؟
الاختلافات في متطلبات المواد
مع تقدم اتجاه السيارات خفيفة الوزن، مركبات الطاقة الجديدة لديها متطلبات متزايدة للمواد العفن. بالمقارنة مع المركبات التقليدية، تستخدم مركبات الطاقة الجديدة عددًا كبيرًا من المواد خفيفة الوزن مثل سبائك الألومنيوم وسبائك المغنيسيوم في تصميمها الهيكلي، مما يضع متطلبات أعلى على مقاومة الحرارة، ومقاومة التآكل واستقرار صب قوالب الصب. تستخدم قوالب المركبات التقليدية في الغالب لقولبة الأجزاء الفولاذية أو أجزاء الحديد الزهر، بينما تميل مركبات الطاقة الجديدة إلى استخدام السبائك الخفيفة ذات الموصلية الحرارية العالية والقوة العالية ولكن من السهل أن تتشوه. ولذلك، فإن تصميم القالب يحتاج إلى التكيف مع معدلات الانكماش المختلفة، والتوصيل الحراري وسيولة المعدن.
تعقيد مختلف للهياكل المكونة
تحتوي مكونات النظام الكهربائي الثلاثي (البطارية، المحرك، والتحكم الإلكتروني) لمركبات الطاقة الجديدة على هياكل معقدة، وتزداد متطلبات دقة تصميم القالب. على سبيل المثال، عادة ما يعتمد غلاف البطارية حل قولبة متكامل بسماكة جدار رقيقة وبنية دقيقة. يحتاج القالب إلى نظام تبريد جيد وقدرات تحكم دقيقة في الأبعاد. تولي قوالب المركبات التقليدية في تصنيع الأجزاء المعدنية مثل المحركات وعلب التروس اهتمامًا أكبر بالقوة العالية وأداء التعب الحراري. هناك اختلافات بين الاثنين في تعقيد تجويف القالب والتحكم في تفاصيل القالب.
الاختلافات في حجم المنتج والتكامل
تتمتع مركبات الطاقة الجديدة بمتطلبات أعلى لتكامل الأجزاء والمكونات. على سبيل المثال، أصبح التصميم المعياري لصناديق التحكم الإلكترونية المتكاملة وأغطية المحركات وواجهات الشحن أمرًا شائعًا. هذه الأجزاء المتكاملة للغاية تكون كبيرة الحجم ومعقدة في الهيكل، وتحتاج قوالب الصب إلى تحكم أعلى في الاتساق وتصميم تغذية متعدد النقاط. عادة ما تخدم قوالب السيارات التقليدية أجزاء هيكلية مقسمة، مع أحجام أجزاء مفردة صغيرة، وتوزيع موحد نسبيًا لحمل القالب، وصعوبة منخفضة نسبيًا في التحكم في الإجهاد الحراري.
التحديات الناجمة عن أنظمة الإدارة الحرارية
تتمتع أجزاء مركبات الطاقة الجديدة (خاصة بطاريات الطاقة وأغطية المحركات) بمتطلبات واضحة للإدارة الحرارية. أثناء عملية التطوير، يحتاج القالب إلى النظر فيما إذا كان من الممكن تحقيق تصميم جيد لهيكل تبديد الحرارة بعد تشكيل المنتج، مما يؤثر بشكل مباشر على أداء المنتج. قوالب المركبات التقليدية لديها ضغط تصميم أقل في هذا الصدد. بالنسبة لمنتجات الطاقة الجديدة، غالبًا ما يدمج تطوير القالب تصميم قناة التبريد، وتحسين تخطيط تجويف الصب، وطرق تحليل الإجهاد الحراري.
الاختلافات بين عملية الصب ونظام الحقن
غالبًا ما تستخدم مركبات الطاقة الجديدة عمليات الصب بالقالب بالضغط العالي أو الصب بالفراغ، ويجب أن يتكيف القالب مع العملية الفنية للحقن عالي السرعة والقولبة بالضغط العالي والتبريد السريع. في ظل ظروف الضغط العالي، يكون توزيع قوة تثبيت القالب ونظام العادم ونظام التحكم في درجة حرارة القالب أكثر أهمية. في المقابل، لا يزال الصب العادي بالضغط المنخفض أو الصب بالجاذبية يستخدم على نطاق واسع في قوالب المركبات التقليدية، كما أن متطلبات أنظمة القوالب أقل قليلاً.
متطلبات أكثر صرامة للتحكم الدقيق
لقد دفعت متطلبات مركبات الطاقة الجديدة للسلامة واستقرار الأداء دقة القالب إلى الاقتراب من مستوى الميكرون، خاصة في أغلفة وحدات البطارية، وأغلفة التحكم الإلكتروني، وما إلى ذلك، وتم اقتراح معايير أكثر صرامة لتحمل الأبعاد والتركيز والتسطيح للقالب. على الرغم من أن قوالب السيارات التقليدية تركز أيضًا على الدقة، إلا أن المتطلبات الإجمالية فضفاضة نسبيًا، خاصة في بعض الهياكل الكبيرة، والتي تسمح بقدر معين من مساحة ما بعد المعالجة.
من الواضح أن عمر القالب وطرق الصيانة مختلفة
نظرًا لأن قوالب الطاقة الجديدة تُستخدم غالبًا في خطوط الإنتاج عالية الضغط والتردد العالي، فإن عمر القالب يواجه تحديًا. لقد أصبح اختيار مواد القالب، وعملية المعالجة الحرارية، وصيانة التحكم في درجة الحرارة أثناء استخدام القالب هو محور التركيز. إن إيقاع صيانة قوالب المركبات التقليدية مستقر نسبيًا، وبيئة المعالجة أكثر قابلية للتحكم، وضغط إدارة تكرار الصيانة وعمر القالب منخفض نسبيًا.
درجة تطبيق أدوات التصميم وتقنية المحاكاة
في عملية تصميم قوالب صب مركبات الطاقة الجديدة، يتم استخدام أدوات تحليل المحاكاة مثل Mouldflow وMagmasoft على نطاق واسع للمساعدة في تحسين تخطيط البوابة، والتنبؤ بتأثير الملء وتشوه الانكماش. تعمل طريقة التصميم الرقمي هذه على تحسين كفاءة ودقة تطوير القالب بشكل كبير. لا يزال تصميم القالب التقليدي في مرحلة التحول إلى الرقمنة، كما أن اعتماده التكنولوجي منخفض نسبيًا.
كيف تضمن NKT Tooling أن قوالب الصب لسلسلة مركبات الطاقة الجديدة تتمتع بأداء جيد في الإدارة الحرارية؟
أهمية الإدارة الحرارية في قوالب صب الطاقة الجديدة
تستخدم أجزاء مركبات الطاقة الجديدة في الغالب تكنولوجيا الصب بالضغط العالي أو الصب بالفراغ، كما أن توزيع الضغط الحراري له تأثير مباشر على عمر القالب وجودة قولبة المنتج. يجب أن يتحمل القالب التأثيرات المتناوبة للتسخين والتبريد السريع أثناء عملية الصب، وبالتالي فإن قدرة الإدارة الحرارية تحدد الاستقرار وكفاءة الدورة واتساق القالب. يمكن لتصميم الإدارة الحرارية الجيدة التحكم في اختلاف درجة الحرارة بين الأجزاء المختلفة للقالب، وتقليل خطر تكسير الإجهاد الحراري، وتحسين إيقاع الإنتاج.
اختيار المواد لتلبية متطلبات التوصيل الحراري
من أجل تحسين كفاءة التوصيل الحراري للقالب، ستقوم شركة Ningbo NKT Tooling Co., Ltd. باختيار مواد الفولاذ أو السبائك ذات الموصلية الحرارية العالية وفقًا لهيكل الجزء وطريقة الصب، مثل فولاذ الأدوات المحسن H13، 1.2343 ESR، 1.2367، وما إلى ذلك، لتعزيز قدرة جسم القالب على امتصاص الحرارة وإطلاقها. بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة للمناطق التي تتطلب تبريدًا أساسيًا، ستقدم الشركة أيضًا إدخالات أو سدادات من سبائك النحاس لتحقيق مزيد من التوازن في درجة الحرارة المحلية.
تصميم راقي لقنوات التبريد المدمجة
فيما يتعلق بتصميم هيكل الإدارة الحرارية، تستخدم NKT Tooling برنامج 3D CAD لمحاكاة وتحليل تخطيط قنوات التبريد لضمان أن نظام التبريد يغطي مناطق التشكيل الرئيسية للقالب. على سبيل المثال، في غلاف البطارية أو قالب غلاف وحدة التحكم، سيتم تصميم قناة مياه مباشرة أو دائرة تبريد حلزونية أو تجويف مستقل للتحكم في درجة الحرارة لتحقيق تشتت سريع لدرجة الحرارة والتحكم الفعال. غالبًا ما يتم استكمال هذه القنوات عن طريق الحفر العميق CNC لتحسين دقة المعالجة والاستقرار الهيكلي.
يعمل تحليل محاكاة المجال الحراري على تحسين القدرة التنبؤية
تستخدم الشركة على نطاق واسع برامج المحاكاة الحرارية مثل MAGMASOFT أو ProCAST لتحليل التوصيل الحراري وتركيز الحرارة ومعدل التبريد للقالب ديناميكيًا أثناء عملية الصب. من خلال التنبؤ بالتغيرات الحرارية في كل مرحلة وضبطها، يتم تصحيح النقاط العمياء أو النقاط الساخنة للتحكم الحراري مسبقًا، ويتم تحسين توحيد الدورة الحرارية للقالب، ويتم تجنب التشوه أو تركيز الإجهاد. التأثير على حجم الجزء.
الإدارة المتكاملة لنظام التحكم في درجة الحرارة
من أجل تسهيل التشغيل والمراقبة الفعليين، يمكن لشركة Ningbo NKT Tooling Co., Ltd. تجهيز القالب بنظام متكامل للتحكم في درجة الحرارة الذي يدعم وظائف مثل توصيل آلة درجة حرارة القالب، ومراقبة المزدوجة الحرارية، وتعديل درجة الحرارة الإقليمية. من خلال الإدارة المنهجية للمعايير الحرارية، يمكن للمستخدمين ضبط منحنى درجة حرارة القالب في ظل ظروف إنتاج مختلفة للحفاظ على حالة صب مستقرة. يعتبر هذا التصميم المتكامل مناسبًا بشكل خاص للقوالب مثل أغلفة المحركات الكهربائية عالية الطلب وأغطية وحدات التحكم في الطاقة الجديدة.
مزيج متعدد المواد يقلل من خطر التعب الحراري
بالنسبة لمناطق الصدمات الحرارية عالية التردد، مثل البوابات أو أخاديد التنفيس أو مناطق الانتقال ذات الجدران الرقيقة، ستستخدم NKT Tooling مجموعة من المواد المتعددة. على سبيل المثال، يتم تضمين المواد ذات معاملات التمدد الحراري المختلفة في مواضع التنظيف ذات درجة الحرارة العالية لتحسين امتصاص الصدمات الحرارية وتقليل التشقق وانهيار الحواف. تعمل إستراتيجية تحسين المواد المحلية هذه على إطالة عمر الخدمة الإجمالي للقالب بشكل فعال.
تساعد آليات الصيانة والتغذية الراجعة على تحسين الأداء الحراري
بعد تسليم القالب للاستخدام، ستوفر الشركة أيضًا خدمات الفحص المنتظم وتقييم الأداء الحراري بناءً على استخدام العميل. من خلال تحليل قابلية تدفق نظام التبريد، ووقت رد الفعل لاختلاف درجة الحرارة، وآثار التعب الحراري السطحي، يتم تقديم اقتراحات التحسين للاستخدام اللاحق للقالب أو تطوير قوالب جديدة. توفر آلية دعم الإدارة الحرارية للعملية الكاملة هذه أساسًا للتشغيل المستقر والتحسين المستمر للقالب.
