Литейная форма для зарядной станции электромобиля: руководство по проектированию и материалам

Ан Пресс-форма для зарядки электромобилей — это инструментальная основа каждого пластикового корпуса, кожуха разъема, крышки для прокладки кабелей и корпуса панели управления современного зарядного устройства для электромобилей. По мере ускорения развертывания инфраструктуры зарядки электромобилей по всему миру (Международное энергетическое агентство зарегистрировало 2,5 миллиона общественных зарядных устройств, установленных по всему миру в 2023 году, что на 40% больше, чем в прошлом году), требования к точности инструментов для литья под давлением резко возросли. В этом руководстве описаны принципы проектирования пресс-форм, выбор материалов, требования к долговечности и стратегии предотвращения дефектов для инженеров и специалистов по снабжению, определяющих производство корпусов зарядных устройств.

0,05 мм

Максимальный размерный допуск для прецизионных корпусов разъемов зарядного устройства для электромобилей

IP66

Минимальный класс защиты для наружных зарядных устройств для электромобилей

150 С

Требования к постоянной термостойкости материалов корпуса зарядного устройства вблизи силовой электроники.

Для чего используются литьевые формы для зарядных станций электромобилей при производстве корпусов

Литейные формы для зарядных станций для электромобилей производят конструкционные и косметические пластиковые компоненты, которые удерживают, защищают и герметизируют высоковольтную электронику внутри каждого зарядного устройства. Эти компоненты не являются декоративными — они имеют класс воспламеняемости UL 94, геометрию уплотнений класса IP и требования к структурным нагрузкам, которые требуют жестких допусков и равномерного распределения материалов в каждом производственном цикле.

Первичное жилье

Основная внешняя оболочка настенных и подставных зарядных устройств — обычно двухкорпусная конструкция со встроенными отверстиями для вывода кабеля, вентиляционной геометрией и расположением монтажных выступов. Вес дроби варьируется от 800 г до 3500 г в зависимости от класса зарядного устройства.

Соединительные кожухи

Корпуса разъемов CCS2, CHAdeMO и Type 2 требуют допусков плюс-минус 0,05 мм, чтобы обеспечить надежность соединения при тысячах циклов подключения. Это самые высокоточные компоненты в линейке пресс-форм для зарядки электромобилей.

Лицевые панели панели управления

Обрамление дисплея, корпуса кнопок и крепления RFID-считывателя требуют обработки поверхности класса А без вмятин или линий сварки в видимой зоне. Инструменты с несколькими полостями являются стандартными для удовлетворения требований к объему при крупных развертываниях.

Детали кабельного управления

Чехлы для снятия натяжения кабеля, крышки механизмов втягивания и фитинги для ввода кабелепровода — это быстроизнашивающиеся компоненты, для которых требуются ударопрочные материалы и углы уклона, оптимизированные для быстрого срока службы инструмента, часто превышающего 500 000 циклов.

Как спроектировать формы для литья под давлением для пластиковых корпусов зарядных станций электромобилей

Успешная разработка пресс-формы для зарядной станции для электромобилей начинается с требований к конечному использованию корпуса и продолжается в обратном порядке, начиная с геометрии оснастки. Пять критических параметров конструкции, которые определяют производительность пресс-формы, - это постоянство толщины стенок, расположение литников, расположение каналов охлаждения, угол уклона и расположение линии разъема.

Равномерная толщина стенки

Целевая толщина стенок всех панелей корпуса зарядного устройства для электромобилей должна составлять от 2,5 до 4,0 мм. Расхождения между соседними стенками более 25 % вызывают разную скорость охлаждения, что приводит к образованию вмятин на косметических поверхностях и концентрации внутренних напряжений, которые снижают ударопрочность. Анализ DFM с использованием моделирования Moldflow должен подтвердить баланс заполнения перед резкой стали.

Тип и расположение ворот

Горячеканальные системы с клапанными затворами являются стандартными для крупных форм корпусов зарядных устройств для электромобилей — они устраняют дефекты холодных заготовок, сокращают время цикла на 15–25 % и позволяют размещать затворы в некосметических зонах. Для более мелких компонентов соединителей дополнительные заслонки, расположенные на линии разъема, обеспечивают чистое разделение без следов на функциональных поверхностях.

Конформные каналы охлаждения

Конформные каналы охлаждения, изготовленные с помощью аддитивного производства металлов в сердцевине формы, повторяют геометрию детали в пределах 8–12 мм от поверхности и сокращают время охлаждения на 30–40 % по сравнению с прямопросверленными каналами в корпусах сложной геометрии. Это напрямую приводит к повышению пропускной способности и уменьшению термической деформации в крупноформатных корпусах зарядных устройств для электромобилей.

Углы уклона и текстура поверхности

Наружные текстурированные поверхности корпусов зарядных устройств требуют уклона от 3 до 5 градусов на глубину текстуры 0,025 мм. Недостаточная тяга в полостях с текстурой EDM приводит к сопротивлению детали во время выталкивания, что приводит к образованию потертостей на поверхности, которые не поддаются косметическому осмотру. Внутренние ребра и стенки бобышки требуют уклона минимум 1,5 градуса, чтобы предотвратить растрескивание под напряжением на этапе выброса.

Конструкция линии разъема и уплотняющей поверхности

Для корпусов зарядных устройств со степенью защиты IP66 требуется плоская сплошная уплотнительная поверхность по периметру половин корпуса. Линия разъема должна быть расположена так, чтобы поддерживать эту геометрию уплотнения с точностью до 0,1 мм по всему периметру — требование, которое определяет как требования к жесткости основания формы, так и допуски на шлифование после механической обработки.

Материалы, подходящие для изготовления деталей для литья под давлением зарядных станций электромобилей

Выбор материала для изготовления литьевых форм для зарядных станций электромобилей регулируется тремя необсуждаемыми критериями эффективности: класс воспламеняемости UL 94 V-0, постоянная рабочая температура выше 120 градусов Цельсия и устойчивость к ультрафиолетовому излучению для наружной установки. Ни один полимер не отвечает всем требованиям для каждого компонента — в таблице ниже материалы сопоставлены с конкретными категориями деталей зарядного устройства.

Материал	Ключевые свойства	Лучшее для	Теплостойкость
ПК/АБС-сплав	Ударопрочный, UL 94 V-0, отделка класса A	Основные панели корпуса, лицевые панели дисплея	До 110 C непрерывно
PA66-GF30 (Нейлон 66, 30% стекло)	Высокая жесткость, химическая стойкость, низкая ползучесть.	Конструктивные кронштейны, кожухи разъемов	До 180 C непрерывно
ПБТ-GF20	Стабильность размеров, электрическая изоляция, низкое поглощение влаги.	Корпуса разъемов, клеммные корпуса	До 150 C непрерывно
ASA (акрилонитрилстиролакрилат)	Превосходная устойчивость к ультрафиолетовому излучению, сохранение цвета, устойчивость к атмосферным воздействиям.	Панели и покрытия для наружной облицовки	До 95 C непрерывно
PP-GF20 (Ударопрочный)	Низкая стоимость, низкая плотность, химическая стойкость.	Крышки для прокладки кабелей, неструктурная отделка	До 120 C непрерывно

Как обеспечить долговечность и термостойкость формованных корпусов зарядных устройств для электромобилей

Долговечность корпусов зарядных устройств для электромобилей достигается за счет сочетания правильных спецификаций материалов, контролируемых параметров процесса и проверочных испытаний после формования. Нарушения термостойкости в полевых условиях почти всегда связаны с одной из трех основных причин: неправильный сорт материала, недостаточная толщина стенок вблизи источников тепла или разрушение материала из-за чрезмерного повторного измельчения во время производства.

Отраслевой стандарт

IEC 62196 и UL 2594 требуют, чтобы материалы корпуса зарядного устройства для электромобилей сохраняли стабильность размеров после 1000 часов термического старения при максимальной номинальной рабочей температуре. Укажите это испытание в качестве требования к квалификации материала от каждого поставщика смол.

Ограничьте содержание перемолотого материала максимум до 10 % — переизмельчение снижает молекулярную массу и снижает температуру теплового отклонения.
Укажите минимальную температуру формы 80 градусов Цельсия для деталей из PA66 и PBT, чтобы обеспечить полную кристалличность.
Подтвердить термостойкость с помощью испытания на сухое тепло IEC 60068-2-2 при температуре 85 градусов Цельсия в течение минимум 500 часов.
Используйте вставки из нержавеющей стали во всех местах выступов, требующих повторной сборки крепежа.

Как уменьшить дефекты в деталях зарядной станции для электромобилей, отлитых под давлением

Шесть наиболее распространенных дефектов Пресс-форма для зарядки электромобилей К таким продуктам относятся вмятины, линии сварки, коробление, короткие пробоины, засветы и изменение цвета поверхности. У каждого из них есть определенная основная причина и систематические корректирующие действия.

Дефект	Основная причина	Корректирующие действия	Метрика профилактики
Следы раковины	Чрезмерное изменение толщины стенки или недостаточное давление уплотнения.	Увеличить давление упаковки на 10–15%; перепроектировать стену, чтобы уменьшить разницу в толщине	Отклонение стен ниже 25 %
Линии сварки	Встреча фронтов плавления при низкой температуре	Переместить ворота; увеличить температуру плавления на 10 С; добавить переливной колодец в месте сварки	Прочность линии сварного шва более 80 % от основного материала.
Коробление	Неравномерное охлаждение или остаточные напряжения из-за высокой скорости впрыска.	Баланс каналов охлаждения; уменьшить скорость впрыска на последних 20% заполнения; продлить время охлаждения	Отклонение от плоскостности менее 0,3 мм на 100 мм.
Вспышка	Недостаточное усилие зажима или изношенная линия разъема.	Увеличьте силу зажима; повторное совпадение линии разъема; уменьшить давление впрыска	Вспышка thickness below 0.05mm
Короткий выстрел	Недостаточный объем расплава или заблокировано вентиляционное отверстие.	Увеличить размер выстрела; добавить вентиляционные отверстия в местах последней заливки; проверить температурный профиль ствола	Полнота заполнения выше 99,5%
Изменение цвета	Материал degradation from excessive residence time or high barrel temperature	Снизить температуру ствола; очистка перед производством; Убедитесь, что конструкция винта соответствует материалу	Отклонение цвета Delta E ниже 1,5 по ASTM D2244

Главная · Новости · Новости отрасли · Литейная форма для зарядной станции электромобиля: руководство по проектированию и материалам

Новости отрасли