Produzione dell'alloggiamento del bracciolo della console centrale automobilistica tramite stampaggio a iniezione

Il bracciolo della console centrale ha un ruolo sia estetico che funzionale. Il design e la finitura dei materiali contribuiscono alla bellezza complessiva dell'abitacolo. Tuttavia, il suo ruolo principale è quello di fornire comfort e migliorare la praticità. Ad esempio, è solitamente dotato di un vano segreto per riporre oggetti personali come telefoni, portafogli e chiavi.

Il bracciolo della console centrale offre un punto di appoggio per le braccia interne del conducente e del passeggero anteriore. Questo riduce il rischio di rigidità muscolare e di affaticamento, soprattutto durante i lunghi viaggi. Con le braccia adeguatamente riposate, il conducente può mantenere una postura stabile e rilassata, fondamentale per un migliore controllo del veicolo.

Componenti del bracciolo della console centrale nei veicoli moderni

I produttori della maggior parte dei veicoli moderni vogliono che ogni caratteristica aumenti il comfort o apporti nuove funzionalità. I diversi componenti integrati nella produzione di parti del bracciolo della console centrale sono progettati per soddisfare questa visione.

Requisiti del cliente

Il cliente aveva requisiti rigorosi in termini di aspetto e funzionalità. Per quanto riguarda l'aspetto, il cliente desiderava un pezzo per il bracciolo della console centrale privo dei difetti che si verificano comunemente sulle superfici curve, tra cui i segni di affondamento, le linee di saldatura e i segni di scorrimento. Per una casa automobilistica di alto livello, il più piccolo difetto di stampaggio a iniezione del bracciolo della console centrale può influire sul fascino dell'abitacolo.

In termini di funzionalità, ci si aspettava una buona stabilità strutturale e dimensioni a scatto per un facile assemblaggio. Altre caratteristiche di cui il cliente era preoccupato sono la perpendicolarità dei montanti di montaggio, il gioco di accoppiamento, la tolleranza del pezzo di ±0,1 mm e la tolleranza dello stampo di ±0,05 mm.

Poiché il bracciolo deve resistere alla pressione del braccio e a diversi cicli di apertura e chiusura, il produttore si è preoccupato anche della durata. Se il bracciolo si rompe troppo presto, può dare una cattiva immagine alla casa automobilistica.

Sfide e soluzioni

Ciascuno dei requisiti delineati dal produttore comportava una sfida unica. Il progetto del produttore prevedeva diverse specifiche di materiali e dimensioni che era difficile ottenere con una normale tecnica di stampaggio.

Ottenere un aspetto impeccabile su un sottile alloggiamento per il bracciolo della console centrale

La prima della serie di sfide che First Mold doveva superare era la creazione di un pezzo stabile a parete sottile. L'alleggerimento è estremamente importante per l'efficienza dei consumi delle automobili. Uno dei modi per raggiungere questo obiettivo è quello di apportare modifiche alla progettazione per ridurre l'uso di materiali.

Le pareti sottili vengono rinforzate con nervature per garantire la stabilità. Tuttavia, le nervature spesso introducono punti deboli nella struttura se il materiale o il processo di lavorazione sono inadeguati. Questo può creare problemi come la rottura dell'innesto a scatto o la deformazione del guscio (con conseguente mancata apertura/chiusura del bracciolo o allentamento). Uno di questi problemi riduce il ciclo di vita del prodotto, che in genere è di ≥5 anni per la maggior parte dei componenti automobilistici.

Oltre a ottenere un aspetto privo dei comuni difetti di produzione dell'alloggiamento del bracciolo della console centrale, la casa automobilistica voleva anche che il bracciolo della console centrale avesse un'incisione con una texture stilizzata. Per ottenere questo risultato, l'incisione doveva essere scolpita nello stampo, il che richiedeva una dettagliata lavorazione CNC.

Problemi di durata con il design a scatto

Per garantire la durata dello stampaggio a iniezione dell'alloggiamento del bracciolo della console centrale, First Mold ha dovuto superare le sfide dei moduli a scatto, che devono sopravvivere a migliaia di cicli di apertura e chiusura. Nei progetti con montaggio a scatto, di solito si verifica una concentrazione di tensioni intorno alla base, che richiede l'aggiunta di filetti o raggi. Altre sfide che First Mold ha dovuto superare sono:

• Cedimento per fatica: Questo guasto è dovuto al montaggio e allo smontaggio ripetuti dei giunti a scatto. Un modo per evitarlo è quello di utilizzare le curve sforzo-numero di cicli, note anche come curve S-N, nella selezione dei materiali.
• Strisciante: Con il passare del tempo, la plastica cede naturalmente alla deformazione sotto un carico prolungato, che indebolisce il giunto a scatto. È quindi essenziale utilizzare materiali resistenti allo scorrimento come il polibutilene tereftalato, un tecnopolimero forte e semicristallino, o altri materiali plastici rinforzati per la produzione di snap-fit. Per questo progetto di produzione dell'alloggiamento del bracciolo della console centrale, First Mold ha scelto una miscela di acrilonitrile butadiene stirene (ABS), che ha un'elevata forza, rigidità e resistenza al calore, e policarbonato (PC). Il materiale ibrido offre un equilibrio superiore di durata, resistenza e prestazioni termiche.

Problemi di compatibilità di assemblaggio delle parti del bracciolo della console centrale

La facilità di montaggio di un progetto a scatto dipende dal rapporto tra le parti che si accoppiano. Elementi di progettazione come le dimensioni dell'innesto a scatto, il gioco di accoppiamento, la perpendicolarità dei montanti e la tolleranza determineranno il corretto funzionamento dei componenti.

• Dimensioni a scatto: Le due parti che si accoppiano devono avere dimensioni precise ed essere realizzate con materiali flessibili. Ciò consente alle due metà di deformarsi temporaneamente durante l'assemblaggio e di riacquistare la forma originale per creare un collegamento stretto. La giusta dimensione garantisce una resistenza adeguata.
• Spazio di montaggio: Si tratta dello spazio tra le parti che si accoppiano. L'accoppiamento a vista prevede uno spazio significativo tra le due parti, che facilita l'assemblaggio. L'accoppiamento per interferenza o a pressione, invece, serve a creare un giunto più solido e semipermanente. In un accoppiamento a pressione, i pezzi sono più grandi dei fori in cui si inseriscono e richiedono un certo grado di forza per essere assemblati.
• Perpendicolarità dei montanti di montaggio: Per garantire il corretto accoppiamento delle parti, i montanti di montaggio devono avere un angolo di 90 gradi rispetto alla superficie della base. In questo modo, i montanti possono poggiare sulla superficie ed evitare di introdurre tensioni o disallineamenti.
• Tolleranza: Si tratta della variazione consentita nelle dimensioni del pezzo. Nessun processo di produzione è perfetto. Pertanto, i pezzi presentano solitamente piccole differenze (per lo più trascurabili). La tolleranza stabilisce il limite delle variazioni accettabili che i pezzi possono avere. Quando i pezzi rientrano nelle tolleranze accettate, ci si aspetta che si assemblino e funzionino correttamente. Per questo progetto di produzione di componenti per il bracciolo della console centrale, il cliente aveva fissato il limite per i pezzi a ±0,1 mm e il limite per lo stampo a ±0,05 mm.

Quali sono i vantaggi che i clienti hanno tratto dalla collaborazione con la soluzione First Mold?

A causa del design complesso dell'alloggiamento del bracciolo della console centrale, First Mold ha utilizzato il software di simulazione Moldflow per prevedere in anticipo il riempimento/ritiro del prodotto. Moldflow simula il modo in cui il polimero fuso fluisce e riempie la cavità dello stampo. Questa simulazione aiuta a identificare le trappole d'aria, i colpi corti, il riempimento non uniforme e le linee di saldatura.

Il risultato ha permesso a First Mold di ottimizzare le strutture dei cursori e dei sollevatori dello stampo per lo stampaggio a iniezione dell'alloggiamento del bracciolo della console centrale. Ad esempio, per evitare il flash dello stampo, che comporta un maggiore spreco di materiale e una finitura secondaria più noiosa, First Mold ha fatto in modo che il gioco tra i cursori e i sollevatori sia ≤0,02 mm.

Con l'aiuto della simulazione virtuale, First Mold è riuscita a limitare i tentativi di stampaggio a 2-3 volte. I tentativi ripetuti richiedono tempo e costi elevati. Con un'adeguata pianificazione e sfruttando le più recenti tecnologie virtuali, First Mold è stata in grado di offrire al cliente un valore migliore, in termini di tempi più rapidi di commercializzazione del prodotto e di denaro.

Implementazione di un buffer di capacità di produzione 20%

Per aiutare il cliente a soddisfare la capacità di stampaggio a iniezione del bracciolo della console centrale, First Mold ha utilizzato più presse a iniezione dello stesso modello. È stata riservata una capacità di produzione minima di 20% come riserva.

In altre parole, se tutti gli stampi per la produzione dei componenti del bracciolo della console centrale lavorano alla capacità di 80%, essi soddisferanno l'attuale domanda del cliente. Se tutti gli stampi lavorano alla capacità di 100%, il numero di pezzi creati sarà superiore di 20% rispetto alla domanda. Questo eccesso di 20% crea un cuscinetto per le carenze che possono derivare da manutenzione, picchi improvvisi di domanda e interruzioni impreviste.

La capacità produttiva extra di 20% può essere utile anche per testare nuovi materiali senza influire negativamente sulle linee di produzione.

Documentazione del processo di approvazione dei pezzi di produzione

First Mold opera in base al sistema di certificazione IATF 16949 e fornisce la documentazione PPAP. Questa documentazione dimostra che gli strumenti per lo stampaggio a iniezione del bracciolo della console centrale da noi forniti soddisfano costantemente i requisiti tecnici e di qualità delle parti del bracciolo della console centrale del cliente.

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