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。