一, Projektowanie form: precyzyjna kontrola od modelowania 3D do układu 2D
1. Optymalizacja parametrów na etapie modelowania 3D
Projekt formy dla niestandardowego wyświetlacza LCD przyrządu powinien opierać się na wymaganiach funkcjonalnych produktu. Na przykład pewien projekt LCD przyrządu samochodowego wymaga, aby ekran działał stabilnie w temperaturze od -40 do 85 stopni. Na etapie modelowania 3D zespół projektowy musi skupić się na następujących kwestiach:
Dopasowanie współczynnika rozszerzalności cieplnej: Wybierz materiał formy o współczynniku rozszerzalności cieplnej podobny do podłoża szklanego (np. stal nierdzewna SUS420J2), aby uniknąć pęknięcia szkła spowodowanego deformacją materiału w środowiskach o wysokiej temperaturze.
Projekt systemu kanałów: przyjęcie mieszanej struktury „gorący kanał + zimny kanał”, optymalizacja ścieżki przepływu stopu za pomocą oprogramowania symulacyjnego, aby zapewnić równomierność wypełnienia materiałem ciekłokrystalicznym sięgającą ponad 98%.
Innowacja mechanizmu wyjmowania z formy: W przypadku nieregularnych ekranów (takich jak zakrzywione tablice przyrządów) kompozytowy mechanizm wyjmowania z „pochyloną górą i suwakiem” został zaprojektowany w celu rozwiązania problemu przyklejania się formy spowodowanego odwróconą strukturą klamry. Dzięki temu rozwiązaniu w pewnym projekcie LCD do sprzętu medycznego udało się zmniejszyć siłę rozformowywania o 40% i zwiększyć żywotność formy do 500 000 razy.
2. Integracja procesów na-etapie układu dwuwymiarowego
Na etapie projektowania 2D należy wziąć pod uwagę stopień wykorzystania materiału, cykl przetwarzania i dokładność montażu jako całość:
Konstrukcja modułowa: Podziel formę na trzy główne moduły: „forma przednia + forma tylna + grupa suwaków” i uzyskaj szybką wymianę formy za pomocą standardowych interfejsów. Po zastosowaniu tego rozwiązania w projekcie przemysłowego sterownika LCD, czas przełączania formy został skrócony z 8 godzin do 2 godzin.
Ten sam kolor i to samo grupowanie procesów: Ułóż części wymagające galwanizacji w sposób scentralizowany, aby zmniejszyć częstotliwość wymiany roztworu w zbiorniku do galwanizacji. Dzięki tej optymalizacji pewien projekt LCD do elektroniki użytkowej obniżył koszty galwanizacji o 15%.
Wbudowana technologia osadzania: W przypadku form wymagających zintegrowanych złączy FPC zaprojektowano podwójną konstrukcję zabezpieczającą „trzpień pozycjonujący + zasysanie próżniowe”, aby zapewnić dokładność osadzania pozycji w zakresie ± 0,05 mm.
2, Wybór materiału: złoty podział, który równoważy wydajność i koszty
1. Materiał korpusu formy
Wymagania dotyczące wysokiej twardości: Do form o rocznej produkcji powyżej 100 000 sztuk zaleca się stosowanie stali formierskiej do pracy na gorąco H13 (twardość 48-52HRC), która ma trzykrotnie wyższą odporność na zmęczenie cieplne niż stal P20.
Scenariusz odporności na korozję: W projekcie LCD instrumentu środowiskowego morskiego wybrano stal nierdzewną S136 (twardość 50-54HRC), a jej odporność na korozję została osiągnięta zgodnie z normą NACE MR0175 poprzez hartowanie próżniowe.
Wymagania dotyczące lekkości: W pewnym projekcie LCD przyrządu lotniczego zastosowano brąz aluminiowy (QAl10-3-1,5) w celu zmniejszenia ciężaru formy o 40%, zapewniając jednocześnie wytrzymałość i zmniejszając obciążenie maszyny.
2. Funkcjonalne materiały składowe
Forma płyty prowadzącej światło: Wykonana ze wstępnie hartowanej stali NAK80 (twardość 37-43HRC), jej wydajność polerowania może osiągnąć powierzchnię lustra 12000 #, spełniając wymagania równomierności światła dla modułów podświetlenia emitujących boczne.
Element elastyczny: W przypadku konstrukcji klamrowych, które wymagają częstego otwierania i zamykania, stosuje się stop aluminium 7075-T6 (moduł sprężystości 71GPa), a granicę plastyczności zwiększa się do 505 MPa poprzez obróbkę cieplną T6.
Komponenty odporne na zużycie: Powłoka TiN na powierzchni ruchomych części, takich jak kolumny prowadzące i pochyłe blaty, może zmniejszyć współczynnik tarcia do 0,2 i wydłużyć żywotność do 2 milionów razy.
3, Proces montażu: modernizacja z mocowania mechanicznego do inteligentnego montażu
1. Niezawodna konstrukcja konstrukcyjna
Rozpoznawanie kierunku: Podwójna struktura pozycjonująca, składająca się z „rowka w kształcie litery V- i wypukłego punktu”, jest umieszczona na krawędzi gniazda formy, aby zapewnić montaż podłoża szklanego tylko we właściwym kierunku. Dzięki tej konstrukcji projekt LCD montowanego w samochodzie zmniejszył wskaźnik awaryjności montażu z 3% do 0,1%.
Kodowanie zapobiegające błędom: Wygraweruj kod QR na powierzchni oddzielającej formę, automatycznie wywołaj odpowiednie parametry przetwarzania poprzez skanowanie i skróć czas przezbrojenia z 45 minut do 8 minut w przypadku określonego projektu medycznego LCD.
2. Inteligentna technologia montażu
System monitorowania ciśnienia: zainstaluj czujniki siły na stacji tłoczenia, aby monitorować ciśnienie przyczepności ACF w czasie rzeczywistym- (dokładność ± 0,1 N). Dzięki tej technologii w pewnym projekcie LCD do elektroniki użytkowej wydajność łączenia wzrosła do 99,97%.
System naprowadzania wizualnego: Kamera CCD służy do rozpoznawania położenia złotego palca FPC, automatycznej regulacji kąta chwytania ramienia robota, a pewien projekt LCD do sterowania przemysłowego poprawił dokładność łączenia z ± 0,1 mm do ± 0,03 mm.
Proces spawania laserowego: W przypadku wyświetlaczy LCD przyrządów wymagających uszczelnienia zamiast tradycyjnego dozowania stosuje się spawanie laserem impulsowym, co zwiększa wskaźnik pomyślności testów szczelności z 92% do 99,5%.
4, Weryfikacja testu:-zamknięta pętla od wykrywania pojedynczego punktu do pełnej kontroli procesu
1. Testowanie wydajności formy
Test równowagi gorących kanałów: Różnica temperatur pomiędzy każdą bramką jest wykrywana przez kamerę termowizyjną na podczerwień, przy wymaganiu mniejszym lub równym 5 stopni. W ramach tego testu, w przypadku pewnego projektu LCD montowanego w samochodzie, wytrzymałość linii spawania wzrosła o 20%.
Weryfikacja analizy przepływu modelu: Do symulacji procesu napełniania, optymalizacji krzywej ciśnienia docisku i zmniejszenia współczynnika skurczu medycznego projektu LCD z 0,8% do 0,3% wykorzystano oprogramowanie Moldflow.
Test trwałości zmęczeniowej: Symuluj 100 000 cykli otwierania i zamykania na prasie serwo, aby wykryć trwałe odkształcenie elastycznych elementów formy. Niektóre projekty LCD przyrządów lotniczych wymagają wartości mniejszej lub równej 0,02 mm.
2. Weryfikacja niezawodności produktu
Test adaptacji do środowiska: Umieść próbkę LCD w pudełku o wysokiej i niskiej temperaturze w temperaturze -40 ~ 85 stopni w celu przeprowadzenia testów cyklicznych, sprawdzaj funkcję wyświetlania co 24 godziny, a określony projekt samochodu przeszedł 1000-godzinny test bez żadnych jasnych i ciemnych plam.
Testowanie niezawodności wibracji: Symulując wibracje transportowe (częstotliwość 5-2000 Hz, przyspieszenie 5G) na losowym stole wibracyjnym, pewien projekt LCD do sterowania przemysłowego przeszedł 48 godzin testów bez żadnego słabego kontaktu.
Test przyspieszenia życia: Wyświetlacz LCD był stale podświetlony przy napięciu 3-krotnie wyższym od napięcia znamionowego, a pewien projekt elektroniki użytkowej przeszedł 1000 godzin testów bez zaniku pikseli.
5, Przykład branżowy: praktyka optymalizacji formy dla-najwyższej klasy wyświetlaczy LCD do przyrządów samochodowych
Międzynarodowy producent samochodów zlecił opracowanie zakrzywionego wyświetlacza LCD o przekątnej 12,3 cala, co wiązało się z trzema głównymi wyzwaniami:
Promień zakrzywionej powierzchni wynosi tylko 300 mm: tradycyjne procesy formowania wtryskowego są podatne na powstawanie śladów przepływu
Zakres temperatury roboczej -40 stopni ~ 105 stopni: dopasowanie termiczne materiału jest trudne
Wymagania EMC Klasa 3: Wymagane jest ekranowanie przed zakłóceniami elektromagnetycznymi
Rozwiązanie:
Struktura formy: przyjęcie technologii „formowanie wtryskowe wspomagane gazem i gorącymi kanałami”, eliminowanie śladów przepływu podczas formowania wspomaganego azotem i zwiększanie wydajności z 65% do 92%.
Schemat materiałowy: Przednia forma wykonana jest ze stali nierdzewnej S136 (pokrytej twardym chromem), a tylna forma wykonana jest z materiału kompozytowego PPS+30% GF. Różnica współczynnika rozszerzalności cieplnej jest kontrolowana w granicach 2 × 10 ⁻⁵/stopień.
Ekranowanie elektromagnetyczne: Folia miedziana jest osadzona we wnęce formy, a ciągła warstwa ekranująca tworzona jest poprzez spawanie laserowe. Wskaźnik pomyślności testów EMC wynosi 100%.
Dzięki systematycznej optymalizacji form projekt ten skrócił cykl rozwoju o 40% i zmniejszył indywidualne koszty jednostkowe o 28%, skutecznie zdobywając-rynek wysokiej klasy wyświetlaczy samochodowych.
