Khuôn đúc dòng pin là gì và nó có vai trò gì trong ngành năng lượng mới?
Định nghĩa cơ bản về khuôn đúc dòng pin
Khuôn đúc loạt pin đề cập đến khuôn đúc được sử dụng đặc biệt để sản xuất các loại vỏ pin, khung mô-đun pin, khung đáy pin, bộ phận kết nối bộ pin và các bộ phận kết cấu khác. Nó thường dựa trên các vật liệu nhẹ như hợp kim nhôm và hợp kim magiê. Bằng cách bơm kim loại lỏng vào khoang khuôn dưới áp suất cao, khuôn có thể hoàn thành việc đúc các bộ phận có cấu trúc phức tạp và độ chính xác chiều cao trong thời gian ngắn. Loại khuôn này chủ yếu phục vụ các bộ phận kết cấu kim loại quan trọng liên quan đến pin điện, pin lưu trữ năng lượng và hệ thống pin.
Nhu cầu cơ cấu của ngành năng lượng mới thúc đẩy sự phát triển khuôn mẫu
Với việc liên tục thúc đẩy các phương tiện năng lượng mới và thiết bị lưu trữ năng lượng, việc mở rộng năng lực sản xuất hệ thống pin điện đã trực tiếp dẫn đến yêu cầu cao đối với các bộ phận đúc khuôn như vỏ, giá đỡ mô-đun và đầu nối pin. Khuôn đúc dùng pin đảm nhiệm hai nhiệm vụ là độ chính xác về cấu trúc và hiệu quả đúc trong quy trình này, đồng thời là liên kết quy trình quan trọng để kết nối việc đúc vật liệu và hiện thực hóa cấu trúc sản phẩm. Ví dụ, vỏ bộ pin cho xe sử dụng năng lượng mới đòi hỏi độ bền cao, tản nhiệt tốt, trọng lượng nhẹ và độ kín khí nhất định. Các chỉ số hiệu suất này phụ thuộc phần lớn vào mức độ thiết kế và độ chính xác xử lý của khuôn.
Sự tham gia của Công ty TNHH Dụng cụ NKT Ninh Ba trong lĩnh vực khuôn pin
Công ty TNHH Dụng cụ NKT Ninh Ba đã tập trung vào thiết kế và sản xuất khuôn hợp kim nhôm, magie và kẽm từ năm 2009, và đã dần tích lũy thêm kinh nghiệm trong lĩnh vực khuôn đúc cho vỏ pin năng lượng mới. Dựa vào các nhà máy sản xuất hiện đại rộng 6.000 mét vuông và đội ngũ kỹ thuật hơn 80 người, NKT Tooling có thể sản xuất hàng trăm bộ khuôn có độ chính xác cao cho hệ thống pin mỗi năm, phục vụ khách hàng trong nhiều ngành công nghiệp như ô tô, thiết bị lưu trữ năng lượng và hệ thống điện công nghiệp, đồng thời có thể đưa ra các đề xuất tối ưu hóa cấu trúc và giải pháp đúc khuôn theo các yêu cầu ứng dụng khác nhau.
Cấu trúc ứng dụng điển hình của khuôn đúc pin
Loại khuôn này thường được sử dụng để sản xuất các bộ phận kết cấu quan trọng như vỏ pin nguồn, giá đỡ mô-đun, tấm đế làm mát và tấm đầu kết nối pin. Các bộ phận kết cấu này thường có đặc điểm là độ dày thành thay đổi lớn, nhiều gân kết cấu và giao diện lắp ráp phức tạp, đặt ra yêu cầu cao về hệ thống cổng khuôn, phương pháp xả khí, bố trí làm mát, v.v. Ví dụ, vỏ bộ pin tích hợp yêu cầu khuôn phải có cả khả năng đúc diện tích lớn và khả năng kiểm soát dòng chảy tốt.
Ảnh hưởng của vật liệu và quy trình đến hiệu suất của khuôn
Khuôn đúc dòng pin hầu hết được làm bằng thép khuôn gia công nóng có độ bền cao như H13 và 8407 để đối phó với các vấn đề sốc nhiệt và mài mòn do hợp kim nhôm và magie gây ra trong quá trình đúc khuôn. Về công nghệ xử lý, để cải thiện tuổi thọ của khuôn và độ chính xác của các bộ phận đúc, việc chế tạo khuôn cần phải trải qua nhiều lần xử lý nhiệt, tăng cường bề mặt (như thấm nitơ, phủ PVD) và gia công chính xác CNC. NKT Tooling được trang bị nhiều trung tâm gia công tốc độ cao và thiết bị xử lý nhiệt trong các liên kết này để đảm bảo cấu trúc và hiệu suất khuôn đáp ứng yêu cầu của dây chuyền sản xuất khuôn đúc.
Vai trò phụ trợ của khuôn mẫu đối với sự an toàn và hiệu suất của pin năng lượng mới
Hệ thống ắc quy điện có yêu cầu cao về an toàn và quản lý nhiệt. Chất lượng đúc của khuôn ảnh hưởng trực tiếp đến độ kín, tính toàn vẹn cấu trúc và khả năng tản nhiệt của các bộ phận đúc. Khuôn có cấu trúc tối ưu, kênh dòng chảy khoa học và ống xả êm ái có thể làm giảm các lỗ chân lông bên trong, các vấn đề đóng nguội và biến dạng của sản phẩm, từ đó cải thiện độ an toàn và tuổi thọ của mô-đun pin. Sự hỗ trợ gián tiếp này là một trong những vai trò không thể bỏ qua của khuôn mẫu trong ngành năng lượng mới.
Xu hướng ứng dụng bền vững của khuôn pin
Khi ngành năng lượng mới hướng tới tiêu chuẩn hóa và hội nhập, khuôn đúc pin cũng dần phát triển theo hướng "nhiều khoang", "mô-đun hóa" và "thay đổi khuôn thuận tiện". Một số khách hàng đã bắt đầu đưa ra các yêu cầu như thay khuôn nhanh, phát hiện trực tuyến và gỡ lỗi tự động, thúc đẩy các công ty sản xuất khuôn liên tục tối ưu hóa thiết kế kết cấu và phương pháp xử lý. NKT Tooling cũng đang cải thiện khả năng đáp ứng của sản phẩm thông qua phần mềm thiết kế kỹ thuật số và các công cụ phân tích mô phỏng để cung cấp cho khách hàng các giải pháp khuôn hiệu quả hơn.
Làm thế nào để xác định xem khuôn đúc pin có cần bảo trì thường xuyên hoặc thay thế các bộ phận hay không?
Quan sát xem bề mặt khuôn có xuất hiện vết nứt mỏi hay không
Khuôn đúc pin được vận hành trong điều kiện nhiệt độ cao và áp suất cao trong thời gian dài, trên bề mặt của chúng dễ xuất hiện các vết nứt mỏi do nhiệt. Các vết nứt này chủ yếu phát triển dần dần dọc theo bề mặt khoang khuôn hoặc mép của bề mặt phân khuôn. Chúng rất khó phát hiện bằng mắt thường ngay từ đầu, nhưng khi chúng ăn sâu hơn, chúng rất dễ ảnh hưởng đến chất lượng đúc của vật đúc. Khi phát hiện khuôn có những vết nứt nhỏ trên bề mặt vật đúc trong quá trình sản xuất hoặc quan sát thấy các đường nứt sau khi tháo khuôn thì cần tiến hành bảo trì kịp thời để vết nứt không lan rộng đến mức không thể sửa chữa được.
Kiểm tra sự thay đổi độ ổn định kích thước của vật đúc
Cơ chế định vị bị mòn hoặc lỏng lẻo sẽ gây ra sai lệch kích thước trong quá trình đúc khuôn, đặc biệt đối với các bộ phận kết cấu như vỏ pin yêu cầu độ chính xác khớp cao. Bất kỳ lỗi nhỏ nào cũng có thể ảnh hưởng đến việc lắp ráp. Trong quy trình sản xuất thông thường, nếu nhận thấy dung sai kích thước của vật đúc đang dần tiến đến ranh giới hoặc độ đồng nhất của các lô sản phẩm khác nhau giảm đi, điều đó có nghĩa là các bộ phận chính như chốt định vị khuôn, trụ dẫn hướng và lõi có thể bị mòn và cần kiểm tra kịp thời xem chúng có cần được sửa chữa hoặc thay thế hay không.
Xác định xem hệ thống xả khuôn có bị cản trở không
Rãnh xả và lỗ xả là các cấu trúc phụ trợ quan trọng trong khuôn, quyết định liệu khí bên trong khoang khuôn có thể được thải ra kịp thời hay không. Nếu hệ thống xả bị tắc nghẽn bởi cặn cacbon và cặn kim loại, nó sẽ gây ra các khuyết tật như lỗ rỗng và đóng nguội trong khuôn đúc. Thường xuyên quan sát xem vật đúc có thường xuyên bị khuyết tật lỗ rỗng hay không, có thể dùng làm cơ sở để đánh giá xem hệ thống xả khuôn có cần được làm sạch hay không. Ngoài ra, nếu rãnh thoát khí của khuôn bị nhám hoặc bị xẹp cũng cần được đánh bóng hoặc sửa chữa.
Theo dõi sự suy giảm hiệu quả của hệ thống làm mát khuôn
Khuôn đúc pin chủ yếu sử dụng mạch nước làm mát bên trong để kiểm soát nhiệt độ nhằm giữ nhiệt độ khuôn ổn định và kéo dài tuổi thọ của khuôn. Nếu hệ thống làm mát có vấn đề như tắc nghẽn cặn, lão hóa đường ống hoặc rò rỉ, nó sẽ gây ra hiện tượng làm mát không đồng đều, gây biến dạng khuôn đúc hoặc nhiệt độ cục bộ của khuôn tăng quá mức. Thông qua việc đo nhiệt độ thường xuyên, hãy phân tích xem sự phân bố nhiệt độ của các bộ phận khác nhau của khuôn có bất thường hay không và xác định xem hệ thống làm mát có cần được bảo trì hay thay thế hay không.
Kiểm tra xem các bộ phận chuyển động của khuôn có bị trễ hoặc bị kẹt không
Các bộ phận chuyển động phổ biến trong khuôn pin bao gồm thanh trượt kéo lõi, thanh đẩy, đầu phun, v.v. Các cấu trúc này được vận hành nhiều lần mỗi khi khuôn được mở và đóng, dễ bị mài mòn hoặc bôi trơn không đủ. Một khi chuyển động không trơn tru có thể gây ra các vấn đề như kẹt khuôn, lệch khuôn và đẩy ra kém. Người vận hành nên chú ý xem việc phóng ra không hoàn toàn và thanh trượt quay trở lại chậm có thường xuyên xảy ra trong quá trình đúc khuôn hay không và kiểm tra kịp thời các ray dẫn hướng, cơ cấu giới hạn, lò xo và các bộ phận khác.
Thường xuyên theo dõi chu kỳ sản xuất, sử dụng và giới hạn tuổi thọ của khuôn
Khi bắt đầu thiết kế, mỗi bộ khuôn đúc pin sẽ có tuổi thọ sử dụng lý thuyết, thường dựa trên số lần sản xuất khuôn, chẳng hạn như 100.000 khuôn, 150.000 khuôn, v.v. Khi số lần sản xuất tăng lên, tải nhiệt khuôn sẽ tích tụ và hiện tượng mỏi cấu trúc là không thể tránh khỏi. Do đó, Công ty TNHH Dụng cụ NKT Ninh Ba thường khuyến nghị khách hàng lập tài khoản hồ sơ sử dụng khuôn, thường xuyên kiểm tra số lần khuôn tích lũy và đánh giá trước xem có cần phải cải tạo hoặc thay thế tổng thể các bộ phận khi đạt đến giới hạn sử dụng trên hay không.
Sử dụng các phương pháp kiểm tra chuyên nghiệp để xác định độ mòn bên trong
Một số vị trí mòn của khuôn (chẳng hạn như đáy khoang sâu và đáy lõi) rất khó quan sát trực tiếp trong sử dụng hàng ngày. Tại thời điểm này, các thiết bị như dụng cụ đo ba tọa độ, máy quét laser hoặc máy nội soi công nghiệp có thể được sử dụng để phát hiện và phân tích các thông số như độ sâu mài mòn của khoang khuôn và sự thay đổi độ đồng tâm, để xác định xem có cần xử lý lại hoặc thay thế các bộ phận bị mòn hay không. Công ty TNHH Dụng cụ NKT Ninh Ba cũng cung cấp hỗ trợ kỹ thuật liên quan và đề xuất kiểm tra định kỳ sau khi khuôn được giao cho khách hàng để giúp khách hàng kéo dài tuổi thọ của khuôn.
Cảnh báo sớm hiện tượng bề mặt bất thường của các bộ phận đúc khuôn
Khi khuôn bị hư hỏng một phần, bị mòn hoặc lắp ráp lỏng lẻo, các bộ phận đúc thường có các vệt bất thường, chớp sáng, biến dạng, trầy xước bề mặt và các vấn đề khác. Đặc biệt, các bộ phận kết cấu như vỏ pin có yêu cầu cao về hình thức bên ngoài, và những khiếm khuyết nhỏ trong các bộ phận đúc khuôn nên được sử dụng làm tín hiệu đầu tiên để bảo trì khuôn. Nó có thể được kết hợp với phản hồi dữ liệu từ bộ phận kiểm tra chất lượng làm cơ sở bổ sung để đánh giá tình trạng sức khỏe của nấm mốc.
Thiết lập kế hoạch bảo trì khuôn mẫu có hệ thống
Bảo trì thường xuyên là một cách quan trọng để đảm bảo hiệu suất của khuôn đúc pin. Nó thường bao gồm các bước như làm sạch khoang khuôn, kiểm tra phụ kiện, bôi trơn cơ cấu trượt, siết chặt các đầu nối và đánh bóng bề mặt đúc. Công ty TNHH Dụng cụ NKT Ninh Ba khuyến nghị khách hàng nên xây dựng các mức nội dung bảo trì khác nhau hàng ngày, hàng tuần và hàng tháng dựa trên độ phức tạp của cấu trúc khuôn và tần suất sử dụng để đảm bảo khuôn luôn ở trạng thái ổn định và giảm nguy cơ ngừng sản xuất do hỏng hóc đột ngột.
