Matrice za vtiskovanje iz aluminija in jekla po meri ter matrice za dele iz nerjavečega jekla

I. Pomen oblikovanja mikrostrukturne matrice za ultra-tanke dele

Ultra{0}}tanki deli z debelino 0,01-0,1 mm imajo nizko žilavost, se zlahka deformirajo in se lahko zlomijo. Postopek žigosanja zahteva izjemno visoko natančnost in stabilnost matric. Mikrostrukturne matrice morajo hkrati izpolnjevati zahteve glede odpornosti proti obrabi in togosti, dimenzijske tolerance mikrostruktur pa morajo biti nadzorovane znotraj ±0,5 μm. Natančen nadzor mikro-geometrijskih dimenzij med žigosanjem je ključnega pomena za preprečevanje gub, lomljenja in dimenzijskih napak v ultratankih delih, kar neposredno vpliva na zmogljivost izdelka in učinkovitost proizvodnje.

II. Koncept oblikovanja in ključne tehnologije

1. Izpopolnjen koncept oblikovanja: uporaba programske opreme za 3D digitalno načrtovanje za modeliranje mikrostrukture matrice in uporaba analize končnih elementov (FEA) za simulacijo porazdelitve napetosti materiala med žigosanjem optimizira dimenzije mikrostrukture matrice in parametre žigosanja. To zmanjša tveganje za deformacijo materiala in koncentracijo napetosti, kar zagotavlja življenjsko dobo matrice več kot ali enako 500.000 ciklov in stopnjo kvalifikacije žigosanega dela večjo ali enako 99,5 %.

2. Izbira materiala in površinska obdelava: Kalup je izdelan iz ultra-drobnozrnatega kalupnega jekla in visoko-reznega jekla iz prašne metalurgije (kot je ASP 23), ki je podvržen vakuumskemu kaljenju in globoki kriogeni obdelavi, da se doseže trdota HRC62-65, kar zagotavlja togost kalupa in odpornost proti obrabi. Površina je obdelana z ionskim nitriranjem ali prevleko s titanom TiN, z debelino plasti nitriranja 0,1–0,2 mm in debelino prevleke iz titana 0,005–0,01 mm, kar izboljša odpornost kalupa proti obrabi in koroziji ter prepreči praske in lepljenje med žigosanjem.

3. Uporaba mikro-obdelovalne tehnologije: pet-osni CNC rezkalni stroji, natančna EDM in laserska mikro-obdelovalna oprema se uporabljajo za doseganje mikro-strukturne obdelave kalupa. Natančnost obdelave je nadzorovana v območju ±0,3 μm, kar zagotavlja doslednost in celovitost dimenzij mikro-strukture in prilagajanje zahtevam oblikovanja mikro-strukture ultra-delov.

4. Inovativna struktura matrice: z uporabo modularne zasnove so modul za oblikovanje mikrostrukture, vodilni modul in stiskalni modul ločeni. Natančnost pozicioniranja vmesnika modula je manjša ali enaka 0,003 mm, kar omogoča hitro zamenjavo modula in prilagodljivost proizvodnji ultra-tankih delov različnih specifikacij, s čimer se izboljša prilagodljivost proizvodnje. Matrica je opremljena s senzorji za vibracije in temperaturo, povezanimi z inteligentnim nadzornim sistemom, za zbiranje podatkov o procesu žigosanja v realnem času, kar omogoča samodejne alarme za neobičajne situacije in-prilagoditve parametrov v realnem času, s čimer se poveča raven avtomatizacije in inteligence v proizvodnji.