金型は自動車産業の基本的なプロセス設備です。自動車生産における部品の90%以上は金型で成形する必要があります。普通車1台の製造には約1,500セットの金型が必要で、そのうち約1,000セットのプレス金型が必要です。新型車の開発では、作業量の90%が車体形状の変更に集中しています。新型車の開発コストの約60%は、車体とプレス加工のプロセスと設備の開発に充てられています。車両の総製造コストの約40%は、車体のプレス加工とその組み立てコストです。
国内外の自動車金型産業の発展において、金型技術は次のような発展傾向を示しています。
まず、金型の3次元設計状況が確立されました
金型の3次元設計は、デジタル金型技術の重要な部分であり、金型設計、製造、検査の統合の基盤となります。日本のトヨタ、アメリカの企業などは、金型の3次元設計を実現し、良好な応用成果を上げています。海外の金型の3次元設計における実践例には、学ぶ価値のあるものもあります。金型の3次元設計は、統合製造を容易にするだけでなく、干渉チェックにも便利で、動作干渉解析を行うことで、2次元設計の問題を解決できます。
第二に、スタンピングプロセスのシミュレーション（CAE）がより顕著である。
近年、コンピュータソフトウェアとハードウェアの急速な発展に伴い、プレス成形プロセスのシミュレーション技術（CAE）の役割はますます重要になっています。米国、日本、ドイツなどの先進国では、CAE技術は金型設計および製造プロセスの不可欠な部分となり、成形欠陥の予測、スタンピングプロセスと金型構造の最適化、金型設計の信頼性の向上、テスト時間の短縮に広く使用されています。国内の多くの自動車金型会社はCAEの応用において大きな進歩を遂げ、良好な結果を達成しています。CAE技術の適用は、試作金型のコストを大幅に削減し、スタンピング金型の開発サイクルを短縮することができ、金型の品質を保証する重要な手段となっています。CAE技術は、金型設計を経験的設計から科学的設計へと徐々に変革しています。
第三に、デジタル金型技術が主流になった
近年のデジタル金型技術の急速な発展は、自動車用金型開発における多くの課題を解決する効果的な手段となっています。いわゆるデジタル金型技術とは、金型設計・製造プロセスにおけるコンピュータ技術またはコンピュータ支援技術（CAX）の応用です。国内外の自動車用金型企業のコンピュータ支援技術応用における成功事例をまとめると、デジタル自動車用金型技術は主に以下の側面を含みます。1. 製造性を考慮した設計（DFM）、設計段階で製造性を考慮・分析し、プロセスの成功を確実にする。2. 金型表面設計の補助技術は、インテリジェントなプロファイル設計技術を開発する。3. CAEは、スタンピングプロセスの分析とシミュレーションを支援し、発生する可能性のある欠陥や成形上の問題を予測・解決する。4. 従来の2次元設計を3次元金型構造設計に置き換える。5. 金型製造プロセスでは、CAPP、CAM、CAT技術を採用する。6. デジタル技術の指導の下、試作プロセスとスタンピング生産における問題を解決する。
第四に、金型加工の自動化の急速な発展
高度な加工技術と設備は、生産性の向上と製品品質の確保にとって重要な基盤です。先進的な自動車金型メーカーでは、CNC工作機械、自動工具交換装置（ATC）、自動加工光電制御システム、ワークのオンライン測定システムなどが珍しくありません。CNC加工は、単純なプロファイル加工から、プロファイルや構造面の本格的な加工へと進化してきました。中低速加工から高速加工まで、加工自動化技術は急速に発展しています。
5.高強度鋼板プレス加工技術は将来の発展方向である
高強度鋼は、降伏比、ひずみ硬化特性、ひずみ分散能力、衝突エネルギー吸収などの優れた特性から、自動車に広く利用されています。現在、自動車用プレス加工に用いられる高強度鋼には、主に塗装硬化鋼（BH鋼）、二相鋼（DP鋼）、相変化誘起塑性鋼（TRIP鋼）などがあります。国際超軽量車体プロジェクト（ULSAB）は、2010年に発表された先進コンセプトモデル（ULSAB-AVC）の97％が高強度鋼になり、車両材料における先進高強度鋼板の割合が60％を超え、二相鋼の割合が車両用鋼板の74％を占めると予想されています。
現在広く使用されているIF鋼を主体とする軟鋼シリーズは、高強度鋼板シリーズに置き換えられ、高強度低合金鋼は二相鋼や超高強度鋼に置き換えられるでしょう。現在、国産自動車部品における高強度鋼板の用途は、主に構造部品や梁部品に限られており、使用される材料の引張強度は500MPaを超えています。そのため、高強度鋼板プレス技術の迅速な習得は、中国の自動車金型業界にとって喫緊の課題となっています。
第六に、新しい金型製品が順次発売される
自動車プレス加工の高効率化と自動化の進展に伴い、自動車プレス部品の製造において順送金型がますます広く利用されるようになるでしょう。複雑な形状のプレス部品、特に従来の工程では複数のパンチを必要とする中小型の複雑なプレス部品は、順送金型成形によって成形されるケースが増えています。順送金型は、技術難易度が高く、製造精度が高く、生産サイクルが長いハイテク金型製品です。マルチステーション順送金型は、中国で開発される主要な金型製品の一つとなるでしょう。
7、金型材料と表面処理技術が再利用される
金型材料の品質と性能は、金型の品質、寿命、コストに影響を与える重要な要素です。近年、高靭性、高耐摩耗性の冷間ダイス鋼、火炎硬化冷間ダイス鋼、粉末冶金冷間ダイス鋼など、様々な種類の金型鋼に加え、海外では大中型プレス金型に鋳鉄材料が採用されています。注目すべき開発動向です。ダクタイル鋳鉄は靭性と耐摩耗性に優れ、溶接性、加工性、表面硬化性も良好で、合金鋳鉄に比べてコストが低いため、自動車のプレス金型に広く使用されています。
8、科学的管理と情報化は金型企業の発展方向である
自動車用金型技術の発展におけるもう一つの重要な側面は、科学的情報管理です。科学的管理により、金型企業はジャストインタイム生産方式とリーン生産方式の方向へ継続的に発展することができました。企業管理はより正確になり、生産効率は大幅に向上し、非効率的な制度、連携、人員は継続的に合理化されています。現代の管理技術の進歩に伴い、ERP（エンタープライズリソースマネジメントシステム）、CRM（顧客関係管理）、SCM（サプライチェーンマネジメント）、PM（プロジェクトマネジメント）など、多くの高度な情報管理ツールが広く利用されています。
9、金型の洗練された製造は避けられない傾向です
金型のいわゆる精緻な製造とは、金型の開発プロセスと製造成果、具体的にはプレス工程と金型構造の設計の合理化、金型加工の高精度化、金型製品の高信頼性、そして厳格な技術管理を指します。金型の精緻な製造は単一の技術ではなく、設計、加工、管理技術の総合的な反映です。優れた技術力に加え、厳格な管理によっても精緻な金型製造の実現が保証されています。
投稿日時: 2023年4月23日