تصنيع مبيت مسند ذراع الكونسول المركزي للسيارات عن طريق القولبة بالحقن

يضطلع جزء مسند ذراع الكونسول الوسطي بأدوار جمالية ووظيفية على حد سواء. يساهم التصميم واللمسات النهائية المادية في جمال المقصورة بشكل عام. ومع ذلك، فإنه يخدم في المقام الأول الأدوار الوظيفية المتمثلة في توفير الراحة وتحسين الملاءمة. على سبيل المثال، عادة ما يحتوي عادةً على مخزن سري للأغراض الشخصية مثل الهواتف والمحافظ والمفاتيح.

يوفر مسند الذراعين في الكونسول الوسطي مكاناً لراحة ذراعي السائق والراكب الأمامي من الداخل. وهذا يقلل من خطر تصلب العضلات والإرهاق، خاصة أثناء القيادة الطويلة. مع إراحة الذراعين بشكل صحيح، يمكن للسائق الحفاظ على وضعية مستقرة ومريحة، وهو أمر حيوي للتحكم في السيارة بشكل أفضل.

مكونات مسند ذراع الكونسول الوسطي في السيارات الحديثة

ترغب الشركات المصنعة لمعظم السيارات الحديثة في أن تزيد كل ميزة من الراحة أو تجلب وظائف جديدة. وقد تم تصميم المكونات المختلفة المدمجة في تصنيع أجزاء مسند ذراع الكونسول الوسطي لتحقيق هذه الرؤية.

متطلبات العميل

كان للعميل متطلبات صارمة فيما يتعلق بالمظهر والوظائف. فيما يتعلق بالمظهر، أراد العميل جزء مسند ذراع الكونسول الوسطي خاليًا من العيوب التي تحدث عادةً على الأسطح المنحنية، بما في ذلك علامات الحوض وخطوط اللحام وعلامات التدفق. وباعتبارها شركة تصنيع سيارات فاخرة، فإن أصغر خطأ في قولبة حقن مسند ذراع الكونسول الوسطي يمكن أن يؤثر على جاذبية المقصورة.

فيما يتعلق بالوظائف، كان من المتوقع أن يتمتع بثبات هيكلي جيد وأن يتميز بأبعاد التثبيت السريع لسهولة التجميع. وتشمل الميزات الأخرى التي كان العميل مهتمًا بها ما يلي: تعامد أعمدة التركيب، وخلوص الملاءمة، وتفاوت الجزء ± 0.1 مم وتفاوت القالب ± 0.05 مم.

ونظراً لأنه من المفترض أن يتحمل مسند الذراع ضغط الذراع، فضلاً عن تحمله لعدة دورات فتح وإغلاق، فقد كانت الشركة المصنعة مهتمة بالمتانة أيضاً. إذا تعطّل مسند الذراع في وقت مبكر جداً، فقد يسيء ذلك إلى صورة صانع السيارات.

التحديات والحلول

كان لكل متطلب من المتطلبات التي حددتها الشركة المصنعة تحدٍ فريد من نوعه. كان مخطط الشركة المصنعة يحتوي على العديد من مواصفات المواد والأبعاد التي كان من الصعب تحقيقها باستخدام تقنية التشكيل العادية.

تحقيق مظهر لا تشوبه شائبة على مبيت مسند الذراع الرقيق في الكونسول المركزي

كان التحدي الأول في سلسلة التحديات التي كان من المتوقع أن تتغلب عليها شركة First Mold هو إنشاء جزء رقيق الجدران مستقر. إن خفة الوزن أمر بالغ الأهمية في كفاءة استهلاك الوقود في السيارات. وتتمثل إحدى طرق تحقيق ذلك من خلال تعديلات التصميم التي تعزز استخدام مواد أقل.

يتم تعزيز الجدران الرقيقة بأضلاع لتحقيق الاستقرار. ومع ذلك، فإن الأضلاع غالباً ما تُحدث نقاط ضعف في الهيكل إذا كانت المادة أو العملية غير كافية. يمكن أن يؤدي ذلك إلى حدوث مشاكل مثل كسر التثبيت المفاجئ أو التواء الهيكل (مما يؤدي إلى فشل فتح/إغلاق مسند الذراع أو أن يصبح مفكوكاً). ستؤدي أي من هذه المشكلات إلى تقصير دورة حياة المنتج، والتي عادةً ما تكون ≥5 سنوات لمعظم مكونات السيارات.

بالإضافة إلى تحقيق مظهر خالٍ من عيوب تصنيع مبيت مسند ذراع الكونسول الوسطي الشائعة، أرادت شركة صناعة السيارات أيضاً أن يكون مسند ذراع الكونسول الوسطي مزوداً بنقش منمق على شكل نسيج. ولتحقيق ذلك، كان لا بد من نحت النقش في القالب، الأمر الذي تطلب تصنيعاً آلياً مفصلاً باستخدام الحاسب الآلي.

مخاوف المتانة مع تصميم التثبيت المفاجئ

ولضمان أن تكون قوالب حقن مبيت مسند الذراع في الكونسول المركزي متينة، كان على شركة First Mold التغلب على التحديات التي تواجه وحدات التثبيت المفاجئ، والتي يجب أن تتحمل آلاف دورات الفتح والإغلاق. في تصميمات التثبيت المفاجئ، عادة ما يكون هناك تركيز إجهاد حول القاعدة، مما يستلزم إضافة شرائح أو أنصاف أقطار. وتشمل التحديات الأخرى التي كان على شركة First Mold التغلب عليها ما يلي:

• فشل الإجهاد: ينتج هذا الفشل عن التجميع والتفكيك المتكرر للتركيبات المفاجئة. وتتمثل إحدى طرق تجنبه في استخدام منحنيات الإجهاد-عدد الدورات، والمعروفة أيضًا باسم منحنيات S-N، في اختيار المواد.
• الزحف وبمرور الوقت، يستسلم البلاستيك بشكل طبيعي للتشوه تحت الحمل المستمر، مما يؤدي إلى إضعاف الطقطقة. ولذلك، من الضروري استخدام مواد مقاومة للزحف مثل البولي بيوتيلين تيريفثاليت، وهو بلاستيك هندسي قوي وشبه بلوري، أو مواد بلاستيكية أخرى مقواة لإنتاج أدوات التثبيت. بالنسبة لمشروع تصنيع مبيت مسند ذراع الكونسول الوسطي هذا، اختارت شركة First Mold مزيجًا من مادة أكريلونيتريل بوتادين ستايرين (ABS)، التي تتميز بالقوة والصلابة ومقاومة الحرارة العالية، والبولي كربونات (PC). توفر المادة الهجينة توازناً فائقاً بين المتانة والصلابة والأداء الحراري.

تحديات توافق أجزاء مسند ذراع الكونسول الوسطي مع التجميع

تعتمد سهولة تجميع تصميم التثبيت الإضافي على العلاقة بين أجزاء التزاوج. ستحدد عناصر التصميم مثل أبعاد التثبيت المفاجئ، وخلوص الملاءمة، وتعامد أعمدة التركيب، والتفاوت في التفاوتات مدى ملاءمة عمل الأجزاء.

• أبعاد التثبيت على المفاصل: يجب أن يكون لجزأي التزاوج أبعاد دقيقة وأن يكونا مصنوعين من مواد مرنة. وهذا يسمح للنصفين بالتشوه مؤقتًا أثناء التجميع واستعادة شكلهما الأصلي لإنشاء وصلة محكمة. ويضمن البعد الصحيح القوة الكافية.
• خلوص الملاءمة: هذه هي المسافة بين أجزاء التزاوج. تتضمن ملاءمة الخلوص مساحة كبيرة بين الجزأين، مما يجعل التجميع سهلاً. من ناحية أخرى، يتم استخدام التداخل أو التركيب الكبس لإنشاء وصلة أقوى وشبه دائمة. في الملاءمة الكبسية، تكون الأجزاء أكبر من الثقوب التي تتناسب معها وتتطلب درجة معينة من القوة للتجميع.
• تعامد أعمدة التثبيت: لضمان تلامس الأجزاء المتزاوجة بشكل صحيح، يجب أن تكون أعمدة التثبيت بزاوية 90 درجة بدقة على سطح القاعدة. وهذا يسمح لها بالجلوس بشكل مسطح على السطح وتجنب حدوث إجهاد أو اختلال في المحاذاة.
• التسامح: هذا هو التباين المسموح به في أبعاد الجزء. لا توجد عملية تصنيع مثالية. لذلك، عادة ما يكون للأجزاء اختلافات صغيرة (معظمها ضئيلة). يحدد التفاوت المسموح به الحد الأقصى للاختلافات المقبولة التي يمكن أن تكون في الأجزاء. عندما تكون الأجزاء في حدود التفاوتات المقبولة، من المتوقع أن يتم تجميعها وتشغيلها بشكل صحيح. بالنسبة لمشروع تصنيع أجزاء مسند ذراع الكونسول المركزي هذا، حدد العميل الحد الأقصى للأجزاء عند ± 0.1 مم والحد الأقصى للقالب عند ± 0.05 مم.

ما استفاد العملاء من العمل مع حل شركة فيرست مولدز

نظرًا للتصميم المعقد لمبيت مسند ذراع الكونسول المركزي، استخدمت شركة First Mold برنامج محاكاة Moldflow للتنبؤ بتعبئة/انكماش المنتج مسبقًا. يحاكي Moldflow كيفية تدفق البوليمر المنصهر إلى تجويف القالب وملئه. تساعد هذه المحاكاة على تحديد مصائد الهواء، والطلقات القصيرة، والتعبئة غير المتساوية، وخطوط اللحام.

وقد سمحت النتيجة لشركة First Mold بتحسين هياكل المنزلق/الرافعات لأداة قولبة حقن مبيت مسند الذراع في الكونسول المركزي. على سبيل المثال، لمنع وميض القالب، الذي يؤدي إلى زيادة هدر المواد والمزيد من التشطيبات الثانوية المملة، حرصت First Mold على أن تكون الخلوص بين المنزلقات والرافعات ≤0.02 مم.

بمساعدة المحاكاة الافتراضية، تمكنت شركة First Mold من الحد من محاولات التشكيل التجريبي إلى 2-3 مرات. فالمحاولات المتكررة تستغرق وقتاً طويلاً ومكلفة. ومن خلال التخطيط السليم والاستفادة من أحدث التقنيات الافتراضية، تمكنت شركة First Mold من تقديم قيمة أفضل، من حيث سرعة وصول المنتج إلى السوق، ومن حيث الوقت والمال للعميل.

تنفيذ مخزن مؤقت للقدرة الإنتاجية 20%

ولمساعدة العميل على تلبية قدرة صب مسند ذراع الكونسول المركزي بالحقن، قامت شركة First Mold بنشر ماكينات صب متعددة بالحقن من نفس الطراز. تم حجز قدرة إنتاجية لا تقل عن 20% كحد أدنى من الطاقة الإنتاجية كمخزن احتياطي.

وبعبارة أخرى، إذا كانت جميع القوالب الخاصة بتصنيع أجزاء مسند ذراع الكونسول المركزي تعمل بطاقة 80%، فسوف تلبي الطلب الحالي للعميل. إذا كانت جميع القوالب تعمل بسعة 100%، فإن عدد الأجزاء التي سيتم إنشاؤها سيكون 20% أكثر من الطلب. هذا الفائض 20% يخلق مخزونًا احتياطيًا للنقص الذي قد ينتج عن الصيانة والارتفاع المفاجئ في الطلب والاضطرابات غير المتوقعة.

يمكن أن تكون القدرة الإنتاجية الإضافية 20% مفيدة أيضًا لاختبار المواد الجديدة دون التأثير سلبًا على خطوط الإنتاج.

وثائق عملية الموافقة على جزء الإنتاج

تعمل شركة First Mold بموجب نظام اعتماد IATF 16949 وتوفر وثائق PPAP. توضح هذه الوثائق أن أدوات قولبة حقن مسند ذراع الكونسول الوسطي التي نقدمها تفي باستمرار بالمتطلبات الفنية ومتطلبات الجودة لأجزاء مسند ذراع الكونسول الوسطي الخاصة بالعميل.

الأسئلة الشائعة