下一代壓鑄生產中的溫度控制

壓鑄工藝正在快速、深刻地改變工業化生產的面貌,壓鑄工藝可以生產輕量化、高耐用性和高度復雜的零部件。高壓壓鑄(HPDC)、低壓壓鑄(LPDC)和重力壓鑄(GDC)技術不斷進步,現在可以生產超薄壁厚的工件,壁厚可達0.75 mm,且不影響結構的完整性。在汽車、航空航天和消費電子等行業中,產品減重需求不斷增加,壓鑄技術在工業生產中日漸重要。
2023年,全球壓鑄市場的規模大約為1,000億美元,預計到2028年將達到1,400億美元。這是因為市場需要多樣化的解決方案,以達到高效率,從而支持先進材料,同時完成整合數字化與數據采集功能。如今,智能化的壓鑄設備提供實時監控、預防性維護和工藝控制優化的功能,以實現高效率生產和達到高質量。
壓鑄技術發展的典型代表是一體化壓鑄(Gigacasting)技術,其鎖模力最高可達20,000噸,為汽車制造帶來革命性的變革。其目標是減少零件數,簡化裝配工藝,在電動車(EV)行業,這是至關重要的因素,以降低生產成本,而成本管控已成為汽車制造商的重大挑戰。技術創新、數字化和全新的生產要求顯著增加了壓鑄生產的復雜性。通過現代化的數據采集系統和智能制造技術,制造業正在提高生產效率、產品質量和可持續性。未來幾年,壓鑄行業仍將保持發展,而且可能重塑工業零部件的設計和生產方式。
在壓鑄過程中,模具的溫度控制直接關系到產品質量和模具使用壽命。生產開始前,必須預熱每一個模具,以達到理想的溫度,避免結構性受損和壓鑄件缺陷。模具與熔融金屬間的顯著溫度差可導致表面應力,增加模具磨損速度,影響產品質量。相反,保持溫度分布均勻可減少熱裂紋,進而避免提前失效,例如裂紋或氣孔缺陷,因此,可以延長模具使用壽命。如果溫度控制不足,常常導致高廢品率,進而影響生產效率和設備使用壽命。要實現工件的高表面質量、尺寸精度和達到理想的充模效果,嚴格控制模具溫度平衡至關重要,還可縮短節拍時間并提高成品率。
馬波斯第三代模具表面溫度監控系統(TTV)是壓鑄行業溫度控制技術重大發展的代表性產品,馬波斯以豐富的行業經驗和全球300多套裝機量,顯著提升了該系統的工作性能。多年的事實證明,TTV溫度監控系統在高附加值零部件生產中發揮著不可或缺的作用,投資回報期僅數月。得益于其所搭載的高可靠性的熱成像相機和先進的軟件。下一代產品的模具表面溫度測量可以達到更高精度(±2度,而上代產品為±5度),產品質量更高,優化溫度控制和噴射階段。溫度監控系統應用效果顯著,可降低廢品率,提高設備綜合效率(OEE),特別適用于現代化大型壓鑄機和新型一體式壓鑄機(Gigacasting)。
與此同時,馬波斯從2025年開始進一步豐富TTV產品線,提供更多模塊化方案,可配不同數量的熱成像相機和不同的集成度,更好地適應不同規格產品的壓鑄生產。為此,馬波斯正在開發TTV Light,這是一款簡版和經濟型溫度監控系統,適用于中小型壓鑄機,尺寸小,機械結構緊湊,性能和質量高且價格誘人。
除機械系統創新外,數字化正成為基礎型技術,可以優化生產。溫度監控系統集成生產執行系統(MES)和物聯網(IoT)后可實時監控生產過程,確保高效率的綜合管理。TTV系統采集溫度數據,進行生產中分析或生產后分析,支持生產方式的轉型。此外,結合人工智能與TTV溫度監控系統,可有效降低廢品率和提高生產效率,同時降低對壓鑄機操作員技能的依賴。
可見,馬波斯的創新技術將繼續引領壓鑄行業溫度監控方案的發展,精準預見有關數字化和人工智能技術應用的市場需求。馬波斯致力于提供前沿的監控方案,幫助壓鑄企業提高生產效率、可持續性并應對未來挑戰。
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