Principais pontos técnicos das ferramentas de moldagem automotiva GMT

Compósitos reforçados com manta de fibra de vidro termoplástica GMT-, com suas excelentes vantagens de leveza, resistência ao impacto e reciclabilidade, têm sido amplamente aplicados em grandes componentes estruturais para veículos de nova energia, como escudos de bateria, protetores de parte inferior da carroceria e módulos frontais-. Ao contrário do processo tradicional de moldagem por compressão termofixa SMC, a moldagem GMT emprega uma rota de processo que envolve pré-aquecimento externo do material da folha e resfriamento do molde para moldagem, o que impõe requisitos especiais em termos de rigidez de ferramentas, sistemas de controle de temperatura, estruturas de cisalhamento e compatibilidade de automação. Este artigo se concentra em grandes componentes automotivos GMT e apresenta o projeto estrutural de ferramentas de moldagem termoplástica, pontos-chave de controle de temperatura, problemas comuns e soluções correspondentes de otimização de processos.

 

I. Estrutura geral do dispositivo de trabalho (grandes peças automotivas)

 

1. Corpo da estrutura de cofragem

Material: Aço temperado P20 / 718H com dureza HRC30 - 36. Estrutura espessada e nervuras de reforço traseiro para suportar alta pressão de 10 - 20 MPa e evitar que moldes de grande-tamanho se deformem devido à pressão.

A superfície da cavidade do molde é polida com Ra0.8 - 1.6 μm; o ângulo de inclinação é de 3 graus - 5 graus para evitar arranhões na superfície durante a desmoldagem de peças grandes; pinos-guia de precisão e mangas-guia + pinos de posicionamento para controlar a folga de fechamento e suprimir o flash.

Borda de corte: Estrutura de borda de corte vertical extensível, corte direto dentro do molde, reduzindo o processo de corte subsequente e controlando a espessura da rebarba.

· Sistema de ejeção: Ejeção síncrona-multiponto, evitando empenamento durante a ejeção de peças-grandes; pode ser integrado com exaustão a vácuo para melhorar a qualidade da superfície.

 

2. Sistema de gerenciamento térmico [O núcleo das ferramentas GMT]

A principal diferença entre GMT e SMC: os moldes SMC são continuamente aquecidos; As luminárias de trabalho GMT são principalmente para resfriamento.

1. Circuito de água de resfriamento de alto-fluxo profundo-particionado (essencial para peças grandes)

Para peças grandes com mais de um metro de tamanho, as diferenças na taxa de resfriamento em diferentes espessuras de parede e posições das nervuras podem facilmente causar tensão residual e deformação por empenamento; usando controle de temperatura independente particionado, áreas-chave podem ser feitas para realizar resfriamento conformado, alcançando dissipação de calor equilibrada e garantindo estabilidade dimensional.

1. Aquecimento auxiliar local: Os tubos de aquecimento elétrico podem ser configurados na área de instalação de peças embutidas e áreas de nervuras grossas para evitar resfriamento prematuro e escassez de material.

Temperatura de trabalho do molde: 60 - 90 grau; Pré-aquecimento fora do forno de material em folha: 170 - 190 grau, proíbe estritamente exceder 230 graus, para evitar a degradação da matriz PP.

3. Interface de adaptação automatizada

· Interface de movimentação de materiais reservada para os blocos limites mecânicos manuais e de posicionamento de chapas;

· Circuito integrado de óleo e circuito de ar; compatível com tonelagem de prensa hidráulica: 1600 - 4000 prensa hidráulica grande.

 

 

II. Principais recursos de componentes e ferramentas automotivos típicos de GMT

 

 

Peças GMT	Pontos-chave do design de roupas de trabalho
Capa protetora da bateria	Placa plana-de grande área + nervuras de reforço densas; resfriamento de zona; estrutura de molde de alta rigidez; múltiplas saliências para instalação; em-corte de molde
Placa de proteção inferior do carro	Proporção elevada, parede fina; controlar empenamento; exaustão a vácuo; flange baixa
Suporte do módulo-front-end	Várias peças incorporadas; concavidades e convexidades complexas; controlando o fluxo de material, protegendo as fibras contra cisalhamento excessivo
feixe anti-colisão	Componentes estruturais-de seção espessa; Retenção adequada de pressão; Resfriamento equilibrado para garantir desempenho de impacto

 

III. Principais diferenças entre ferramentas GMT e ferramentas SMC

 

 

projeto	Ferramentas GMT termoplásticas	Ferramentas SMC termoendurecíveis
Princípio de moldagem	O material em folha é pré-aquecido fora do forno e o molde esfria e solidifica (mudança de fase física)	O molde é continuamente aquecido e a resina passa por cura química e reticulação-.
sistema de controle de temperatura	Principalmente usando resfriamento de zona	Aquecimento contínuo (óleo quente/aquecimento elétrico)
ciclo de moldagem	45-90 s	3-6 minutos
reciclagem de materiais	Os componentes podem ser triturados e reutilizados.	não reciclável
Risco de falha	Fadiga do ciclo frio e quente, bloqueio de cursos de água, desgaste da borda da lâmina	Corrosão por oxidação em alta-temperatura

 

4. Falhas comuns de ferramentas GMT em grande-escala e medidas para evitar projetos

 

Empenamento da peça, desvio de dimensão:A causa raiz é o resfriamento desigual; soluções: resfriamento dividido, canais de água moldados, otimização da diferença de espessura da parede, tolerância razoável para encolhimento.

Desordem no fluxo da fibra e resistência local insuficiente:Limitação de colocação de matéria-prima; Controle segmentado da velocidade de fechamento do molde para evitar que as fibras sejam severamente lavadas e deslocadas.

Borda de voo excessiva:Aumente a rigidez da estrutura do molde; melhorar a precisão de posicionamento das colunas guia; otimizar a folga das lâminas de corte

.A borda afiada desgasta-se rapidamente:Endurecimento por têmpera local da aresta de corte.

Deformação de desmoldagem:Execute múltiplas extrusões síncronas e defina um ângulo de saída apropriado para o molde.

 

 

V. Fluxo completo do processo de moldagem GMT

Corte de material em folha GMT → Pré-aquecimento em forno de ar quente a 170 - 190 grau → Mão automática alimenta rapidamente o material na cavidade da peça → Fechamento rápido da prensa hidráulica → Retenção de alta-pressão (10 - 20 MPa) → Resfriamento e modelagem dentro do molde → Corte e corte interno → Ejeção síncrona → Remoção da peça e entrada no próximo ciclo.