Formen- und Besäumpressen 101

Einführung

Form- und Zierpressen werden in der Automobilindustrie häufig verwendet, um eine Vielzahl von Innenausstattungskomponenten herzustellen, wie z. Instrumententafeln, Türverkleidungen, Innenverkleidungen, Isolierungen sowie Kopf-, Kofferraum-, Motorhauben- und Heckauskleidungen. Die Pressen können auch zum Herstellen von Brandwänden, Schaumisolatoren und zum Besäumen von Metallteilen verwendet werden. Diese Formen- und Entgratpressen für die Automobilindustrie sind äußerst vielseitig und können kundenspezifisch ausgelegt werden, um die spezifischen Anwendungen eines Herstellers zu erfüllen. Die Auswahl einer Form- und Entgratpresse für den Automobilbedarf erfordert eine Analyse der Prozesskosten, der Effizienz und anderer betrieblicher Anforderungen. Der Kreativität und Komplexität der Teile, die mit einer Form- und Entgratpresse hergestellt werden können, sind keine Grenzen gesetzt und beschränkt sich auf die einzelnen Werkzeugsätze, die bei der Umformung verwendet werden.

Feige. 1: Viele Autoinnenteile werden häufig mit Form- und Zierpressen hergestellt

Materialien & Anwendungen

In einer so wettbewerbsintensiven Branche stehen Automobilhersteller vor vielen Herausforderungen. Neben der Produktion von Autos, die den Anforderungen der Verbraucher, den Kosten- und Volumenzielen und den sich ständig weiterentwickelnden Sicherheitsvorschriften entsprechen, wächst der Druck, leichtere und stärkere Teile zu entwickeln, um die Kraftstoffeffizienz und die Schlagfestigkeit zu verbessern.

Die Materialauswahl für Formen- und Besäumpressprozesse ist für den Erfolg der Automobilhersteller von größter Bedeutung. Ästhetik, Formbarkeit, Finish, Gewicht, Farbe, Haptik und Haptik sind wichtig. Form- und verkleidungsgefertigte Teile werden oft benötigt, um Kabel und Elektronik aufzunehmen und zu verbergen, was die Montage, Wartung und einen möglichen Austausch erleichtert.

Technische Kunststoffe mit geringer Materialdichte, Haltbarkeit und Dimensionsstabilität haben sich als überlegene Wahl für Automobilform- und Verkleidungsteile erwiesen. Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polycarbonate (PC), ABS/PC-Legierungen, Polypropylen (PP), modifizierter Polyphenylenether (PPE) und Styrol-Maleinsäureanhydrid (SMA) sind nur einige Beispiele für moderne Kunststoffpolymere die regelmäßig genutzt werden.

Diese Arten von Kunststoffen ermöglichen die Herstellung komplizierter Designs und komplexer Formen. Ein einziges Stück, das viele Funktionen integriert, kann hergestellt werden, was zu nahtlosen und ästhetisch ansprechenden Designs und Oberflächen führt. Für Hersteller können erhebliche Kosteneinsparungen erzielt werden, da Farbe direkt zu Harzen hinzugefügt werden kann, Veredelungstechniken den Kunststoffen das Aussehen und die Haptik von komplementären Stoffen, Körnung und Hoch-/Niedrigglanzlack verleihen können.

Kunststoff-Polymer-Materialien eignen sich gut für flexible und vielseitige Designs, die zu stilvollen, ästhetisch ansprechenden, kratzfesten und langlebigen Fahrzeuginnenkomponenten führen. Überlegungen zu Vibration, Lärm, UV-Beständigkeit, Klima, Abgasen, Recycling von Materialien nach der Lebensdauer sind zusätzliche Herausforderungen, denen sich Automobilhersteller bei der Entwicklung und Auswahl von Materialien für ihre Produkte stellen müssen.

Umformprozesse

Es gibt eine Reihe von Automobilherstellungsverfahren, bei denen Form- und Entgratpressen verwendet werden können. Einige dieser spezifischen Prozesse umfassen;

Twin Sheet Moulding: Bei diesem Verfahren handelt es sich sowohl um das Vakuumformen als auch um das Druckformen von zwei Blechen gleichzeitig in einer temperaturgesteuerten Plattenpresse. Jeder Bogen wird zuerst erhitzt und zu einer individuellen Form vakuumgeformt, die an der oberen und unteren Platte der Presse montiert wird. Die Platten werden schnell zusammengeführt, um die Temperaturen zu halten, und die beiden geformten Bleche werden unter hohem Druck miteinander verbunden. Das resultierende Stück ist ein einzelnes hohles Produkt, das keine zusätzliche Verbindung erfordert.

Feige. 2: Twin-Sheet-Formprozess

Twin Sheet Moulding ist ein Verfahren, das viele Materialien und Blechdicken verarbeiten kann und aufgrund des geringen Gewichts und der Festigkeit der produzierten Teile häufig in der Automobilindustrie verwendet wird, da die Automobilhersteller ständig nach mehr Kraftstoffeffizienz streben. Darüber hinaus ermöglicht das Verfahren die Verwendung verschiedener Materialien wie Metalle und Schaumstoffe, um die Lücken im Inneren eines Twin-Sheet-Formteils zu füllen, um noch vielseitigere und vorteilhaftere Eigenschaften des Fertigteils zu erzielen. Gängige Automobilteile, die mit diesem Verfahren hergestellt werden können, umfassen Kraftstofftanks, Karosseriebleche und alle Teile, die möglicherweise separate Innenkomponenten oder Zugang zum Innenbereich erfordern.

Formpressen: Ein üblicher Herstellungsprozess, bei dem Duroplaste, Thermoplaste, Elastomere und Gummimaterialien verwendet werden, um Teile unterschiedlicher Größe, Dicke und Komplexität herzustellen. Die verwendeten Materialien werden im Allgemeinen vorgewärmt und durch Einpressen in eine Formkavität und Anlegen eines kontrollierten Drucks geformt. Zu den üblichen Automobilteilen, die durch Formpressen hergestellt werden, gehören; Motorhauben, Kotflügel, Spoiler und kleinere kompliziertere Teile.

Mold & Trim Press
Feige. 3: Eine 3500 Tonnen Kompressionsformpresse

Weitere Informationen zum Formpressverfahren finden Sie im Whitepaper Compression Molding 101 .

Kunststoff-Thermoformen und Vakuum: Materialien wie Vinyl und Soft-Touch-Kunststoffe, die im fertigen Autoinnenraum weit verbreitet sind, können durch Vakuum- und Kunststoff-Thermoformen hergestellt werden. Eine Plastikfolie wird über eine Form gelegt und erhitzt, und eine Presse drückt eine Form in Richtung der Folie, während sie sich formt und eine Versiegelung erzeugt. Dann wird Vakuum angelegt, um sicherzustellen, dass das Material die richtige Form der Form annimmt. Die Presse ist so konfiguriert, dass die Aushärtung in einer temperaturkontrollierten Umgebung stattfindet und das Kunststoffteil anschließend von der Form getrennt wird, wodurch ein hochwertiges Fertigteil entsteht. Aufgrund von Faktoren wie Material- und Wärmeeintrag sind bei diesem Verfahren deutlich geringere Umformdrücke erforderlich. Sowohl die Werkzeugkosten als auch die Anforderungen an Pressen mit hoher Tonnage werden reduziert, was es zu einem praktikablen Verfahren für Teile für die Automobilindustrie macht, da es in unterschiedlichen Größen und Produktionsmengen verwendet werden kann.

Eine Reihe von Teilen und Teilen für Automobile können durch Vakuum- und Kunststoff-Thermoformen hergestellt werden, einschließlich Stoßfänger, Ladeflächen und Fußmatten. Verschiedene Farben, Oberflächen und sogar Umweltaspekte für die Materialien und Endteile sind möglich, was es zu einem wichtigen Prozess für Automobilhersteller macht, um Verbraucher und unterschiedlichen individuellen Geschmack anzusprechen.

Festlegen von Prozessparametern

Der Prozess des Formens und Beschneidens ist immer spezifisch für die zu erstellenden Einzelteile und das verwendete Material. Faktoren wie Wärmeverteilung, Temperaturregelung und Auswurfverfahren sind neben den typischen Pressprozessparametern nur einige der Variablen.

Bettgröße

Das Bett einer Form- und Besäumpresse muss in der Lage sein, die Stellfläche des größten erwarteten Werkzeugsatzes aufzunehmen. Die Ausrichtung des Teils ist für die Gesamtformung wichtig, bestimmt aber auch die Gesamtanforderungen an die Bettabmessungen. Der breite Zugang zum Bett von allen vier Seiten der Presse ist sowohl für die automatisierte als auch für die manuelle Handhabung von Materialien und Teilen von Vorteil.

Tonnagen und Geschwindigkeiten

Bei Form- und Verkleidungsteilen für die Automobilindustrie liegen die Anforderungen in der Regel nicht über 300 Tonnen. Eine Presse mit einer über das erforderliche Maß hinaus eingesetzten Tonnage kann zu übermäßigem Energieverbrauch und Werkzeugverschleiß führen.

Das Trimmen von Teilen erfordert geeignete Tonnagen für die Art und Weise, wie das fertige Teil basierend auf der spezifischen Geometrie, dem Material und den Werkzeugen geschnitten wird.

Eine hydraulische Form- und Entgratpresse kann so gesteuert werden, dass sie sich so schnell wie nötig öffnet und schließt. Aber bei Form- und Verkleidungsteilen werden Geschwindigkeit und Zykluszeiten für die Produktion oft durch den notwendigen Druck sowie den Heiz- und Kühlbedarf zur Umformung der Einzelteile und des Materials bestimmt. Die Komplexität des Teils, die Oberflächenbeschaffenheit und die Handhabung sind oft limitierende Faktoren dafür, wie schnell die Teile produziert werden können, und nicht die Pressengeschwindigkeit selbst.

Schlaganfall und Tageslicht

Zwischen den vollständig eingefahrenen Werkzeugstirnseiten muss genügend Tageslicht vorhanden sein, um das Fertigteil aus der Presse entnehmen zu können. In der Praxis bedeutet dies Tageslicht, das etwa dem Dreifachen des Pressenhubs entspricht. Wenn eine Presse verwendet wird, um mehr als ein Teil zu produzieren, sollten Hub und Durchgang das größte erwartete Werkzeug aufnehmen. Möglicherweise sind zusätzliche Abstände erforderlich, um die Werkzeugkühlung, die Werkzeugerwärmung, den Zugang zu Robotern oder Zuführungen und Schnellwechselwerkzeuge aufzunehmen.

Mold & Trim Press
Feige. 4: Eine 250-Tonnen-Form- und Trimmpresse

Hydraulische Formen- und Trimmpressen

Hydraulische Form- und Entgratpressen können kundenspezifisch konstruiert und mit elektrischen Steuerungssystemen ausgestattet werden, um eine optimale Lösung für Anwendungen in der Automobilherstellung zu gewährleisten. Überlegungen zur Wiederholbarkeit und Genauigkeit sowie die Fähigkeit, Tonnagen und Formdruck zu kontrollieren, sind für eine effiziente und erfolgreiche Produktion unerlässlich. Hydraulische Pressen bieten Vielseitigkeit und können verwendet werden, um eine Vielzahl von Teilen durch den Austausch von Werkzeugen herzustellen.

Zu den Optionen, mit denen eine hydraulische Form- und Entgratpresse ausgestattet werden kann, gehören:

  • Beheizte Platten
  • Kipptische
  • 180-Grad-Drehplatten
  • Nivelliersysteme für Zahnstangen und Ritzel
  • Rollbacken / Shuttles
  • Vakuumsysteme
  • Auswerfer
  • Stanzen
  • Hilfskreise für Core-/Eject-Funktionen
  • Ferndiagnosepaket

Mit einer endlosen Anzahl verschiedener Optionen und Pakete, die individuell angepasst werden können, bleiben hydraulische Form- und Entgratpressen eine flexible und langlebige Option für Automobilhersteller. Automobilhersteller bieten normalerweise mit jedem Auto eine Reihe von Ausstattungsvarianten an, und ihre Designs können innerhalb von 1-2 Jahren aktualisiert werden. Es ist wichtig, dass hydraulische Form- und Entgratpressen in der Lage sind, mit dieser sich ständig ändernden Umgebung Schritt zu halten.

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Feige. 5: Zwei 150-Tonnen-Form- und Trim-Press-Maschinen

Vorteile

  • Zu den Hauptvorteilen der Verwendung von hydraulischen Form- und Verkleidungspressen für Automobilinnenteile gehören:
  • Effizienz – schnelle und wiederholbare Produktion
  • Komplexe Teilekonstruktion
  • Flexibilität in Material, Farbe und Ausführung der Teile
  • Leichte und starke Teile
  • Reduzierter Materialabfall
  • Präzision und Genauigkeit der Teile

Bildreferenzen

  1. Abb. 1: M&T_P-F1, Silvestro, Brian, Road and Track, das sind die 20 besten neuen Autoinnenräume, 9. Oktober 2019
  2. Bild 2: M&T_P-F2, Grundlagen des Thermoformens ( https://kydex.com/technical-resources/thermoforming-processes )
  1. Abb 3: M&T_P-F3, eine 1000 beheizte Plattenpresse, Macrodyne
  2. Abb 4: M&T_P-F4, eine 250-Tonnen-Form- und Entgratpresse, Macrodyne
  3. Abb. 5: M&T_P-F5, zwei 150-Tonnen-Form- und -Abgratpressmaschinen, Macrodyne