VISI让汽车模日臻完美

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在汽车业，成型模具仅需要超过一年的交货期——这种日程表仅当模具供应商和汽车制造商通力合作时才会出现，甚至还是在第一次原型碰撞试验进行之前。

位于德国Heiligenstadt的Rosell Werkzeugbau & Stanztechnik GmbH近年来逐步转入精密工业领域，并将生产区面积从1120m²扩大到4500m²。该公司是金属冲压业内翘楚；精于模具研发，制造及汽车项目管理。此外，这家公司也为国内的电脑及医药企业等提供模具。

Rosell在最近一个Audi Q5的项目中与AUDI AG 供货商Griwe Werkzeug Produktions GmbH合作，专为限动闸开发出一套级进模。该限动闸置于B柱加强板下方，使用单位承压力为1000N/ mm²的高强度钢材锻造。

“与客户的紧密合作对模具开发非常重要，” Rosell Werkzeugbau & Stanztechnik GmbH的主管 Franz Rosell说。“拿到订单之后，我们会尽快将完成的料带和各工序设计初样呈现给客户”。Franz表示，这种产品秀大约需要一个小时；“按以往的做法，客户会拿到一大堆描述项目细节的A0图纸，但即便这样还是很难向客户演示模具并解释厂商的关键创意之处。”所以草草为之。但现在不同了，Franz Rosell需要安排起码3个小时的会议来做3D模具演示，向客户阐述非常清晰的模具构建机制，同时进行更深入更细节的技术讨论。

与模具厂商紧密贴合
早在2003年，Vero软件公司的VISI就已在Rosell占领一席之地。模具的设计加工都使用它完成。“VISI与我们之前引入的软件相比具有极高的跨越性，” Franz Rosell说，“与旧有软件不同，VISI与模具厂商紧密贴合。虽然仅设计师们接受了完整的培训，但几乎所有的员工都会使用VISI进行工作。我们还有八九名其它工程师会使用VISI从模型中抽取他们需要的相关信息。”

初始模具的设计基于以下几个基本步骤：
步骤1：

从3D模型中获取2D延展图。该步骤用VISI Blank进行，这个模块可对原料在成型过程中的特性进行精密分析，比如“拉薄”和“起皱”过程就会在实际模具设计之前对潜在问题区域进行精确识别。Franz Rosell解释说，之前的延展工序都是用一组表格来进行计算的，这常常会导致相当多的错误。现在，延展计算的依据是原料数据库，它包括原料强度、密度、硬化率和屈服应力。

步骤2：
2D延展完成后，第二步是使用VISI Progress进行折弯/成型阶段设计和3D料带生产。一步步的展开方式让设计师可以计划每一步成型步骤，他们可以在展开测试中随意调整折弯角度。成型阶段完成之后，接下来可以自动生成2D料带，它是后续生成3D料带的基础。这种自动化的模具设计方式有助于排出更有效率的料带，而且可以给设计师们提供诸如废料的富价值信息。3D料带可以在任何一点上使用冲头和成型步骤进行模拟制造。

步骤3：
如果客户对模具过程计划感到满意，那么3D模具设计就可以开始了。模具设计必须得到客户的支持。Franz Rosell表示，他们会和客户在“线上”沟通单个模板组块以及大量3D细节。3D设计图定下来之后，类似螺丝、定位销、浮料销以及弹簧等也会加入到设计图中。最终，设计师使用3D模型来自动生成单个组件的2D视图。

加工理念
组成模架的模板直接在3D模型中做粗加工，然后送往熔化炉中进行硬化，该步骤对模板进行二次硬化处理。一般来说钢材会在多步程序中进行热处理。首先做淬火：升温让钢材生成一种铁和碳的固体合金。接下来迅速冷却，最终再回温至150°C-260°C(300°F-500°F)和370°C-650°C（700°F-1200°F）范围内。将钢材保持在这个温度，直至结合的碳扩散开来——结果会生成近乎纯净的碳素钢，原材料也会变得结实又易于延展。

模具孔隙使用线切割进行加工。操作者可以切割出复杂的轮廓或者半径极小的内部转角。因为这个半径常常是根据线径和放电间隙得出的。放出的电火花会产生白色的电流层，进而加工出平滑的切割面，与此同时，不改变任何尺寸或移除板及镶块上的金属毛刺。

成型模具在粗加工之后的硬化处理中，使用比容许量大得多的预留量，然后用VISI Machining进行硬材加工至实际尺寸。Machining是一款强大的3D加工软件，可用于CADCAM设计部亦或现场车间。旧有的2D设计很难观察到在模具组装时某组块是否会卡住。拥有3D组立模型之后，检查各个组块之间的联接对工程师们而言轻而易举。只要在组立车间中安装一个叫VISI viewer的工具就可达到此目的。加工人员无权限改变数据，仅可在对3D模型进行查询操作，获取相关的尺寸或者必要时进行标注。

精修
精修以VISI Blank提供的数据为依据。激光机根据这些数据切割出雏形料带，然后再在模具中成型并落料。这样基本上就完成了一个完整的组件原型。在此过程中其中模拟了所有的切割、折弯和成型工艺。接下来将该原型与客户提供的目标产品模型进行对比，在CNC测量机台中进行尺寸扫描，并质量检测。倘若侦测到目标和实际模型存在偏差，偏差部分会被送回至2D延展图中，再用激光机切出新料带，成型，直至偏差值改进到可接受的公差范围内。

最后，将模具组合起来，然后与客户及生产部门协调排定生产工期。有时，不同的冲压模具会产生不同的意外和公差，因此现场会进行最终修模。

Franz Rosell做了如下总结：“转向使用VISI和3D模具设计之后，我们取得的进步显而易见。我们同软件分销商Mecadat之间建立了良好的合作关系，合作成果使得他们也成为了未来我们企业走势中密不可分的一部分。”