Form für Instrumententafel und Mittelkonsole von Great Wall Motors

Form für Instrumententafel und Mittelkonsole von Great Wall Motors

 

DIE INTERIEURS DER ZUKUNFT GESTALTEN: WIE Ansix TECHNISCHE KOMPETENZ IM FORMENBAU IST DIE RICHTIGE RICHTUNG FÜR DIE COCKPIT-REVOLUTION VON GREAT WALL MOTORS

[SHENZHEN, CHINA] – In der hart umkämpften Automobilindustrie ist der Fahrzeuginnenraum längst nicht mehr nur ein einfacher Schrank; er ist die zentrale Mensch-Maschine-Schnittstelle, ein Schlachtfeld für Markenwahrnehmung, Komfort und technologische Integration. Im Zentrum der Gestaltung dieses entscheidenden Umfelds steht eine Disziplin, die mikroskopische Präzision und makroskopische Weitsicht erfordert: hochpräziser Spritzguss. Vorreiter in diesem Bereich ist Ansix Tech, ein Gigant im Formenbau. Der kürzlich abgeschlossene Auftrag für ein komplexes Instrumentenbrett und eine Mittelkonsole für Great Wall Motors (GWM) unterstreicht den Aufstieg der chinesischen Fertigungsindustrie in die globale Premiumklasse. Dieses Projekt verkörpert das unermüdliche Streben nach Exzellenz – vom digitalen Prototyp bis zur zertifizierten Serienproduktion – angetrieben von einer einzigen Mission: kompromisslose Zuverlässigkeit und maximale Kosteneffizienz.

 

Der Plan: GWMs Anspruch an Exzellenz entschlüsselt

Great Wall Motors, ein führender Hersteller von SUVs und Pickups in China, forderte eine Cockpit-Konstruktion, die robuste Langlebigkeit mit anspruchsvoller Ästhetik vereint. Die Spezifikationen waren streng und zielten auf eine Kombination aus erstklassiger Oberflächenqualität, struktureller Integrität für die Airbag-Auslösung und die Sicherheit der Insassen, nahtloser Integration von Lüftungsdüsen, Bildschirmen und Bedienelementen sowie Beständigkeit gegenüber den Belastungen des Fahrzeugalltags – UV-Strahlung, Temperaturschwankungen von -40 °C bis 85 °C und langfristiger Abnutzung.

 

Produkt Standards & Zertifizierungsprozess:

Das Projekt folgte dem strengen Produktfreigabeverfahren (PPAP) der Automobilindustrie. Ansix Tech begann seine Tätigkeit in der Phase der fortgeschrittenen Produktqualitätsplanung (APQP). Die Ingenieure arbeiteten eng mit dem Designteam von GWM an der Prototypenentwicklung zusammen und nutzten modernste 3D-CAD- und CAE-Software, um Geometrie, Passung und Funktion der Bauteile zu simulieren, bevor der Stahl bearbeitet wurde. Diese virtuelle Validierung war entscheidend, um potenzielle Kollisionen, Einfallstellen und Verzugsprobleme zu erkennen.

 

Nach Abschluss der Prototypenfertigung begann die Phase der Fertigungsverifizierung. Hierbei wurden T0-Muster aus den ersten Formen für Maß- und Funktionsprüfungen hergestellt. Es wurden verschiedene technische Tests durchgeführt, darunter Koordinatenmessmaschinen-Scans (KMM), Glanz- und Farbabstimmungsprüfungen sowie erste Materialprüfungen. Durch iterative Anpassungen entstanden die T1- und T2-Muster, wodurch die Form schrittweise optimiert wurde, bis alle Kriterien erfüllt waren.

 

Die letzte Hürde war die Serienzertifizierung (PPAP-Level-3-Einreichung). Hierfür waren dokumentierte Nachweise der Prozessfähigkeit (Cp/Cpk > 1,33 für kritische Abmessungen), Materialzertifizierungen, vollständige Materialprüfberichte (MTRs), eine umfassende Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (DFMA), Prozessablauf- und Kontrollpläne erforderlich. Der systematische Ansatz von Ansix Tech gewährleistete eine reibungslose Freigabe und die Zertifizierung des Werkzeugs für die Serienproduktion.

 

Materialwissenschaft: Auswahl der richtigen Polymere für optimale Leistung und Wirtschaftlichkeit

Die Wahl des Kunststoffmaterials ist eine grundlegende Kosten- und Leistungsentscheidung. Für die GWM IP und Konsole entwickelte Ansix Tech einen strategischen Materialplan:

 

Primärsubstrat (IP-Träger & Konsolenbasis): Eine leistungsstarke, VOC-arme PC/ABS-Mischung, insbesondere Covestros Bayblend T85 MN oder eine gleichwertige Sorte wie SABICs CYCOLOY C6200. Dieses Material bietet eine ideale Synergie:

 

PC-Beitrag: Ausgezeichnete Schlagfestigkeit (entscheidend für die Sicherheit der Fahrgäste), Hitzebeständigkeit (um den Temperaturen im Armaturenbrett standzuhalten) und inhärente Steifigkeit.

 

Beitrag von ABS: Verbesserte Verarbeitbarkeit, geringere Kosten im Vergleich zu reinem PC und gute Oberflächenqualität.

 

Durch diese Wahl konnte eine Überkonstruktion mit teureren Polymeren wie Polyamid (PA) vermieden werden, während gleichzeitig die mechanischen und thermischen Anforderungen vollumfänglich erfüllt wurden.

 

Sichtbare Komponenten (obere Instrumententafelverkleidung, Konsolenverkleidung): Für Teile, die eine Soft-Touch-Haut oder eine spezifische Oberflächenstruktur erfordern, wurde thermoplastisches Polyolefin (TPO) oder Polyvinylchlorid (PVC) als Deckschicht auf einem Trägermaterial verwendet. Für harte, glänzende Verkleidungsteile wurde hochfließfähiges PMMA (Acryl) oder beschichtetes ABS aufgrund seiner hervorragenden ästhetischen Eigenschaften und UV-Beständigkeit gewählt.

 

Strukturelle Verstärkungen (Metalleinsätze & Rippen): Kritische Befestigungspunkte und Bereiche, die hohen Belastungen ausgesetzt sind (wie z. B. Lenkung Die Säulenhalterungen wurden mit ultraschall- oder wärmeverpressten Metalleinsätzen konstruiert und durch strategische Rippen, die in die Form integriert wurden, verstärkt, wodurch die Verwendung des Standard-PC/ABS ohne Upgrade auf einen teureren, glasfaserverstärkten Verbundwerkstoff möglich war.

 

Die wertorientierte Materialstrategie von Ansix Tech beinhaltete eine enge Zusammenarbeit mit Rohstofflieferanten, um Sorten zu identifizieren, die optimale Eigenschaftsprofile zum besten kommerziellen Preis boten, wodurch die Materialkosten (BOM) für GWM direkt gesenkt wurden.

 

Die digitale Schmiede: Formfüllanalyse (DFM) als erster Schmelztiegel

Vor der Fertigung wurde die Konstruktion einer umfassenden Moldflow-Analyse (DFM) unterzogen. Diese Simulationssoftware prognostizierte, wie sich der geschmolzene Kunststoff in den Formhohlraum ausfüllen würde.

 

Zielsetzungen: Optimierung der Angusslage zur Minimierung von Schweißnähten (die die Struktur schwächen und das Erscheinungsbild beeinträchtigen), Vorhersage und Beseitigung von Lufteinschlüssen, Ausgleich des Fülldrucks sowie Simulation der Abkühlzeit und des Verzugs.

 

Ergebnis für GWM: Die Analyse führte zu einem Heißkanalsystem mit Ventilsteuerung für den großen IP-Träger, um eine gleichmäßige Füllung von mehreren Punkten aus zu gewährleisten und asymmetrischen Verzug zu vermeiden. Sie beeinflusste außerdem die Anordnung der Kühlkanäle, um eine gleichmäßige Wärmeabfuhr sicherzustellen, die für das Erreichen der Zykluszeitvorgabe und die Minimierung von Nachformverformungen entscheidend ist.

 

Die Anatomie der Präzision: Schlüsselaspekte der Werkzeugkonstruktion und -fertigung

Die Form selbst ist ein Meisterwerk der Maschinenbautechnik. Ansix Techs Designphilosophie für das GWM-Projekt konzentrierte sich auf Langlebigkeit, Effizienz und Wartungsfreundlichkeit.

 

Stahlauswahl: Kern und Kavität der Hauptteile wurden aus hochwertigem, vorgehärtetem Werkzeugstahl (P20, 1.2738H) gefertigt, der sich durch hervorragende Polierbarkeit und gute Verschleißfestigkeit auszeichnet. Für stark beanspruchte Bereiche wie Angüsse und Schiebemechanismen wurde gehärteter Stahl (H13, 1.2344) verwendet. Durch den gezielten Einsatz hochwertiger Werkstoffe werden die Kosten kontrolliert und gleichzeitig die geplante Lebensdauer von 1 Million Zyklen sichergestellt.

 

Kühlsystem / Wasserkanäle: Wo möglich, wurde ein konturnahes Kühlsystem eingesetzt. Mithilfe des 3D-Metalldrucks (DMLS) für komplexe Kerneinsätze fertigte Ansix Tech Kühlkanäle, die der Kontur des Bauteils präzise folgten. Dies verbesserte die Kühlleistung um bis zu 40 %, reduzierte die Zykluszeit – ein direkter Faktor für niedrigere Bauteilkosten – und gewährleistete eine gleichmäßigere Kristallisation des Bauteils.

 

Anguss- und Schiebersystem: Für den IP-Träger wurde ein Heißkanalsystem mit acht individuell temperaturgesteuerten Kanälen und Schiebern entwickelt. Dadurch wird Materialverlust durch Kaltkanäle vermieden (Einsparung von 2–3 % Rohmaterial pro Schuss) und der Füllprozess präzise und sequenziell gesteuert, um die Packung zu optimieren und innere Spannungen zu minimieren.

 

Auswurfsystem: Aufgrund der komplexen Geometrie des Bauteils mit tiefen Ziehungen und Hinterschneidungen wurde ein mehrstufiges Auswurfsystem entwickelt. Dieses umfasste abgewinkelte Auswerfer, hydraulische Kernauswerfer und ein dichtes Auswerferstiftmuster mit austauschbaren Hülsen, um ein zuverlässiges, spurenfreies und verzugsfreies Auswerfen des Bauteils zu gewährleisten.

 

Herausforderungen und Arbeitsabläufe in der Fertigung:

Die Größe und Komplexität der IP-Form (über 80 Tonnen) stellten erhebliche Herausforderungen dar. Der Verarbeitungsprozess war ein Zusammenspiel modernster Technologien:

 

Grobbearbeitung: Große CNC-Fräszentren entfernten grobes Material.

 

Wärmebehandlung: Wird gezielt bei Kernen und Einsätzen angewendet, die eine zusätzliche Härte erfordern.

 

Präzisionsbearbeitung: Durch die Hochgeschwindigkeits-5-Achs-CNC-Bearbeitung wurden die endgültige Kavitätsgeometrie und Oberflächendetails erzielt.

 

Funkenerosion (EDM): Wird für tiefe Rippen, scharfe Ecken und Texturierungen verwendet, die mit CNC-Werkzeugen nicht erreicht werden können.

 

Oberflächenveredelung: Teams von erfahrenen Polierern erzielten manuell die Oberflächengüteklasse SPI A1/A2 auf den sichtbaren Oberflächen, während die Texturierung durch chemisches Ätzen oder Lasergravur erfolgte, um die gewünschte Körnung zu erzeugen.

 

Montage & Test: Alle Komponenten wurden in einer Reinraumumgebung montiert. Die ersten Testschüsse wurden sorgfältig analysiert, was zu Feinabstimmungen führte.

 

Die Kunst des Spritzgießens: Herausforderungen und Prozessoptimierung beim Spritzgießen

Die Übertragung der Form auf die Produktionspresse brachte neue Herausforderungen mit sich.

 

Herausforderungen beim Spritzgießen:

 

Verzugskontrolle: Die großen, flachen Bereiche des Formteils neigten aufgrund ungleichmäßiger Abkühlung oder Eigenspannungen zum Verzug. Die Verfahrenstechniker von Ansix Tech nutzten ein entkoppeltes Formgebungsverfahren (wissenschaftliches Formgebungsverfahren), bei dem die Füll-, Nachdruck- und Kühlphasen getrennt wurden, um jede einzelne zu optimieren.

 

Einfallstellen: Diese wurden durch die Optimierung der Packungsdruckprofile und die Sicherstellung einer ausreichenden Kühlung an dickeren Abschnitten wie Rippenkreuzungen minimiert.

 

Oberflächenfehler: Strahlbildung, Fließlinien und Glanzabweichungen wurden durch präzise Steuerung der Einspritzgeschwindigkeitsprofile und der Werkzeugtemperatur (mittels Vario-Temperatur-Technologie: heiß zum Füllen, kühl zum Abbinden) beseitigt.

 

Prozessoptimierung für Effizienz und Kostenkontrolle:

 

Zykluszeitverkürzung: Die Integration von konturnaher Kühlung, optimierten Auswerfersequenzen und robotergestützter Teileentnahme in die Trockenzykluszeit der Presse verkürzte den ersten Zyklus um 15 Sekunden, was Tausende von zusätzlichen Teilen pro Monat bedeutet.

 

Energieeinsparung: Das effiziente Heißkanalsystem und die optimierten Anforderungen an die Schließkraft reduzierten den Gesamtenergieverbrauch pro Teil um schätzungsweise 8 %.

 

Ausschussreduzierung: Durch die strikte Festlegung von Prozessfenstern und die Echtzeitüberwachung (mittels IoT-Sensoren) konnte die Ausbeute im ersten Durchgang auf über 99,5 % gesteigert werden, wodurch Material- und Energieverschwendung praktisch vermieden wurde.

 

Das unerbittliche Auge: Qualitätskontrolle und -sicherung

Das Qualitätsmanagement von Ansix Tech ist im gesamten Prozess verankert. Für das GWM-Projekt umfasste dies Folgendes:

 

Prozessbegleitende Inspektion: Abtastung direkt an der Maschine während der Werkzeugherstellung und Echtzeitüberwachung der Einspritzparameter (Druck, Temperatur, Zeit) während der Produktion.

 

Erst- und Endstückprüfung: Vollständige CMM-Prüfungen und Funktionsmessungen zu Beginn und am Ende jeder Produktionscharge.

 

Statistische Prozesskontrolle (SPC): Überwachung kritischer Abmessungen (z. B. Positionen von Befestigungslöchern, Durchmesser von Klemmbolzen), um Abweichungen vorherzusagen und zu verhindern.

 

Dauerhaftigkeitsprüfung: Regelmäßige Stichproben für mechanische Prüfungen (Zugfestigkeit, Schlagfestigkeit) und Umweltprüfungen (Wärmealterung, Feuchtigkeitsbeständigkeit) zur Sicherstellung der fortlaufenden Einhaltung der Vorschriften.

 

Die letzte Meile: Verpackung und Expresslieferung

Da die Form ein kritischer Bestandteil des Produktionsprozesses war, entwickelte Ansix Tech ein beschleunigtes Lieferprotokoll. Die Form wurde modular konstruiert, um eine parallele Bearbeitung zu ermöglichen. Kritische Komponenten wurden priorisiert. Für den Versand wurde die tonnenschwere Form in Hauptbaugruppen zerlegt, die jeweils in stoßdämpfenden, feuchtigkeitskontrollierten und RFID-gestützten Spezialverpackungen verpackt wurden. Ein Projektmanager stellte sicher, dass alle Dokumente – Formhandbücher, Ersatzteillisten, Wartungspläne – sowohl digital als auch in Papierform vorlagen und dem Versand beigefügt werden konnten. Der gesamte Prozess, von der Designfreigabe bis zur Lieferung der produktionszertifizierten Formen, wurde im Vergleich zum Branchenstandard für Projekte dieser Komplexität um 30 % verkürzt, wodurch GWM die Markteinführungszeit deutlich beschleunigen konnte.

 

Ansix Tech: Zuverlässigkeit und Wertschöpfung durch Kostensenkung

Das Instrumententafel- und Konsolenprojekt von Great Wall Motors ist nicht nur eine Fallstudie technischer Kompetenz, sondern auch ein Vorbild für wertorientierte Fertigung. Ansix Techs jahrzehntelange Branchenerfahrung fließt in einen proaktiven Ansatz zum Kostenmanagement ein.

 

Material Intelligence: Empfehlung von Materialgüten, die die Spezifikationen erfüllen, aber nicht überschreiten, wobei Lieferantenpartnerschaften für ein optimales Preis-Leistungs-Verhältnis genutzt werden.

 

Prozessorientiertes Design: Durch die Anwendung von DFM und Moldflow wird die Herstellbarkeit des Bauteils von Anfang an berücksichtigt, wodurch kostspielige Nacharbeiten an der Form vermieden werden.

 

Effizienz durch Design: Investitionen in fortschrittliche Werkzeugmerkmale (konturnahe Kühlung, Heißkanalsysteme), die zwar höhere Anfangskosten verursachen, aber durch drastisch reduzierte Zykluszeiten, geringeren Energieverbrauch und weniger Materialausschuss eine schnelle Amortisation ermöglichen.

 

Lebenszyklusverantwortung: Formenbau mit Fokus auf Langlebigkeit und einfache Wartung, wodurch die Gesamtbetriebskosten über die gesamte Produktionslebensdauer reduziert werden.

 

Durch diese ganzheitliche Philosophie erzielte Ansix Tech für GWM bei diesem Projekt eine nachweisbare Reduzierung der Gesamtkomponentenkosten um ca. 5–7 % – eine enorme Einsparung bei einer Produktionsmenge von Hunderttausenden von Fahrzeugen. Diese Einsparung resultiert nicht aus Kompromissen bei der Qualität, sondern aus intelligentem, präzisem und vorausschauendem Handeln in jedem einzelnen Arbeitsschritt.

 

In einer Branche, in der das Interieur das Erlebnis und die Gewinnmargen den Erfolg bestimmen, sind Partner wie Ansix Tech unverzichtbar. Sie sind die unbesungenen Architekten des modernen Automobil-Cockpits und entwickeln die Werkzeuge, die nicht nur Kunststoff, sondern die gesamte Wahrnehmung von Qualität und Wert im Straßenverkehr prägen. Für Great Wall Motors und die gesamte Branche ist die Botschaft klar: Auf dem Weg zu automobiler Exzellenz ist die Beherrschung der Formgebung nicht nur ein Schritt im Prozess – sie ist die Grundlage für Wettbewerbsfähigkeit.

 

 

Ansix Tech Co Ltd

Wenn Sie Pläne bezüglich der Instrumententafel- und Mittelkonsolen-Montageformen von Great Wall Motors haben, können Sie uns jederzeit kontaktieren. Wir setzen Ihre Ideen in die Realität um, helfen Ihnen, Ihre Ziele zu erreichen und Großaufträge zu generieren. Sie erreichen uns unter info@ansixtech.com oder direkt unseren CTO unter stephen@ansixtech.com.

 

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