一, Проектирование пресс-форм: точный контроль от 3D-моделирования до 2D-макетирования
1. Оптимизация параметров на этапе 3D-моделирования.
При проектировании формы для индивидуального ЖК-дисплея следует руководствоваться функциональными требованиями к продукту. Например, для определенного проекта ЖК-дисплея автомобильного прибора требуется, чтобы экран стабильно работал при температуре от -40 до 85 градусов. На этапе 3D-моделирования команде дизайнеров необходимо сосредоточиться на следующем:
Соответствие коэффициенту теплового расширения: выберите материал формы с коэффициентом теплового расширения, аналогичным коэффициенту теплового расширения стеклянной подложки (например, нержавеющая сталь SUS420J2), чтобы избежать разрушения стекла, вызванного деформацией материала в условиях высоких температур.
Конструкция системы каналов: использование смешанной структуры «горячий канал + холодный канал», оптимизация пути потока расплава с помощью программного обеспечения для моделирования, чтобы гарантировать, что однородность заполнения жидкокристаллическим материалом достигает более 98%.
Инновационный механизм извлечения из формы: для экранов неправильной формы (например, изогнутых приборных панелей) используется составной механизм извлечения из формы «наклонная верхняя часть + слайдер», позволяющий решить проблему прилипания формы, вызванную перевернутой структурой пряжки. Благодаря этому решению в рамках проекта ЖК-дисплея для медицинского оборудования усилие извлечения из формы было уменьшено на 40%, а срок службы формы увеличен в 500 000 раз.
2. Интеграция процессов на этапе двух-макетирования.
На этапе 2D-разметки необходимо учитывать коэффициент использования материала, цикл обработки и точность сборки в целом:
Модульная конструкция: разделите пресс-форму на три основных модуля: «передняя пресс-форма + задняя пресс-форма + группа слайдеров» и обеспечьте быструю смену пресс-формы с помощью стандартных интерфейсов. После внедрения этого решения в проекте промышленного ЖК-дисплея время переключения пресс-формы сократилось с 8 часов до 2 часов.
Одинаковый цвет и одна и та же группировка процессов: расположите детали, подлежащие гальванопокрытию, централизованно, чтобы снизить частоту замены раствора гальванического резервуара. За счет такой оптимизации затраты на гальваническое покрытие были снижены на 15 % в рамках проекта по производству жидкокристаллических дисплеев бытовой электроники.
Встроенная технология встраивания: для форм, требующих встроенных разъемов FPC, разработана двойная защитная конструкция «позиционирующий штифт + вакуумное присасывание», обеспечивающая точность встроенного позиционирования в пределах ± 0,05 мм.
2. Выбор материала: точка золотого сечения, которая балансирует производительность и стоимость.
1. Материал корпуса формы
Высокие требования к твердости: для форм с годовым объемом производства более 100 000 штук рекомендуется использовать сталь для горячей обработки H13 (твердость 48-52HRC), которая имеет в три раза более высокую термостойкость, чем сталь P20.
Сценарий коррозионной стойкости: В проекте ЖК-дисплея морского экологического прибора выбрана нержавеющая сталь S136 (твердость 50-54HRC), а ее коррозионная стойкость достигается в соответствии со стандартом NACE MR0175 за счет вакуумной закалки.
Требования к легкому весу: в одном проекте ЖК-дисплея авиационного прибора используется алюминиевая бронза (QAl10-3-1,5), чтобы уменьшить вес формы на 40%, обеспечивая при этом прочность и снижая нагрузку на машину.
2. Материалы функциональных компонентов
Форма световодной пластины: изготовлена из предварительно закаленной стали NAK80 (твердость 37-43HRC), ее степень полировки может достигать зеркальной поверхности 12000 #, что соответствует требованиям однородности света для модулей боковой подсветки.
Эластичный элемент: для конструкций пряжек, требующих частого открывания и закрывания, используется алюминиевый сплав 7075-T6 (модуль упругости 71 ГПа), а предел текучести увеличивается до 505 МПа за счет термообработки Т6.
Износостойкие компоненты: покрытие TiN на поверхности движущихся частей, таких как направляющие колонны и наклонные вершины, может снизить коэффициент трения до 0,2 и продлить срок службы до 2 миллионов раз.
3. Процесс сборки: переход от механической фиксации к интеллектуальной сборке.
1. Структурная надежная конструкция.
Распознавание направления: на краю полости формы установлена двойная структура позиционирования: «V-образная канавка + выпуклая точка», чтобы гарантировать, что стеклянную подложку можно установить только в правильном направлении. Благодаря этой конструкции проект ЖК-монитора, установленного на автомобиле, снизил процент отказов при сборке с 3% до 0,1%.
Кодирование для предотвращения ошибок: выгравируйте QR-код на разделительной поверхности формы, автоматически вызовите соответствующие параметры обработки посредством сканирования и сократите время переналадки с 45 минут до 8 минут для определенного проекта медицинского ЖК-дисплея.
2. Интеллектуальная технология сборки.
Система контроля давления: установите датчики силы на станции прессования для контроля давления сцепления ACF в режиме реального-времени (точность ± 0,1 Н). В рамках одного проекта ЖК-дисплея бытовой электроники коэффициент склеивания повысился до 99,97% благодаря этой технологии.
Система визуального наведения: камера CCD используется для распознавания положения золотого пальца FPC, автоматической регулировки угла захвата роботизированной руки, а определенный проект ЖК-дисплея промышленного управления улучшил точность склеивания с ± 0,1 мм до ± 0,03 мм.
Процесс лазерной сварки: для ЖК-дисплеев приборов, требующих герметизации, вместо традиционного дозирования используется импульсная лазерная сварка, что увеличивает процент прохождения испытаний на герметичность с 92% до 99,5%.
4. Тестовая проверка: замкнутый-цикл от обнаружения одной точки до полного управления процессом
1. Тестирование производительности пресс-формы
Испытание баланса горячего литника: разница температур между каждыми воротами обнаруживается инфракрасным тепловизором с требованием не более 5 градусов. Благодаря этому тесту в одном проекте ЖК-дисплея, установленного на автомобиле, прочность линии сварки улучшилась на 20%.
Проверка анализа потока модели: программное обеспечение Moldflow использовалось для моделирования процесса наполнения, оптимизации кривой давления выдержки и снижения степени усадки проекта медицинского ЖК-дисплея с 0,8% до 0,3%.
Испытание на усталость: смоделируйте 100 000 циклов открытия и закрытия на сервопрессе, чтобы обнаружить остаточную деформацию эластичных компонентов формы. Для определенного проекта ЖК-дисплея авиационного прибора требуется менее или равно 0,02 мм.
2. Проверка надежности продукта
Испытание на адаптацию к окружающей среде: поместите образец ЖК-дисплея в коробку с высокой и низкой температурой при температуре от -40 до 85 градусов для циклического тестирования, проверяйте функцию дисплея каждые 24 часа, и определенный автомобильный проект прошел 1000-часовое испытание без каких-либо ярких или темных пятен.
Испытание на вибрационную надежность. Имитируя транспортные вибрации (частота 5–2000 Гц, ускорение 5G) на случайном вибрационном столе, определенный проект ЖК-дисплея промышленного управления прошел 48 часов испытаний без каких-либо плохих контактов.
Испытание на ускорение жизни: ЖК-дисплей постоянно светился при напряжении, в 3 раза превышающем номинальное, а определенный проект бытовой электроники прошел 1000 часов тестирования без разрушения пикселей.
5. Отраслевой пример: практика оптимизации пресс-формы для-высокотехнологичного ЖК-дисплея автомобильных приборов.
Международная автомобильная компания заказала разработку 12,3-дюймового изогнутого приборного ЖК-дисплея, столкнувшись с тремя основными задачами:
Радиус изогнутой поверхности составляет всего 300 мм: традиционные процессы литья под давлением склонны к образованию следов текучести.
Диапазон рабочих температур -40 градусов ~ 105 градусов: термическое соответствие материала затруднено.
Требование ЭМС Класс 3: Требуется экранирование от электромагнитных помех.
Решение:
Структура пресс-формы: применение технологии «горячеканальный канал + литье под давлением с газом», устранение следов течения за счет литья под давлением азота и увеличение выхода продукции с 65% до 92%.
Схема материалов: Передняя форма изготовлена из нержавеющей стали S136 (покрыта твердым хромом), а задняя форма изготовлена из композитного материала PPS+30% GF. Разница коэффициента теплового расширения контролируется в пределах 2×10 ⁻⁵/градус.
Электромагнитное экранирование: медная фольга заделывается в полость формы, а с помощью лазерной сварки образуется сплошной экранирующий слой. Процент прохождения теста на ЭМС составляет 100%.
Благодаря систематической оптимизации пресс-форм этот проект сократил цикл разработки на 40 % и снизил затраты на отдельные единицы продукции на 28 %, успешно заняв лидирующие позиции-на рынке автомобильных дисплеев.
