JINHUA TECHNICIAN COLLEGE
Projektidee
Um das Problem der mangelnden Vielseitigkeit der Formbasis im Kunststoffformprojekt und im abschließenden Entwurfsprojekt für den Formenbau im Rahmen des World Skills Competition zu lösen, wurde eine schwimmende modulare Formbasis entwickelt. Durch die Erneuerung des beweglichen Teils, das Hinzufügen von Stützplatten und schwimmenden Blöcken können die Schüler schnell verschiedene Kunststoffprodukte ausprobieren, indem sie einfach den Kern austauschen und die Höhe der schwimmenden Blöcke anpassen.
Bei der Analyse der Abschlussprojektthemen der Schüler haben wir festgestellt, dass die Schüler, die an dem Kunststoffformprojekt für den World Skills Competition teilnehmen, umfassende Herausforderungen in mehreren Bereichen bewältigen müssen, darunter Formenbau, Programmierung, Verarbeitung und Montage. Herkömmliche Formrahmen sind jedoch wenig universell einsetzbar, was dazu führt, dass die Schüler in ihren Abschlussprojekten im Formenbau Formen neu entwerfen müssen, was ineffizient ist und die Lernzeit und den Materialverbrauch erhöht. Daher haben wir einen modularen Formrahmen mit einstellbarer Seitenwandstärke vorgeschlagen und einen schwimmenden, anhebbaren Formrahmen entwickelt, um die Flexibilität und Anwendbarkeit von Formen zu verbessern und so die Lerneffizienz und die praktischen Fähigkeiten der Studenten zu steigern.
Ziel dieser Studie ist es, das Problem der mangelnden Universalität des Formrahmens zu lösen, mit dem die Studenten im Rahmen ihres Abschlussprojekts konfrontiert werden. Im traditionellen Kunststoffformenbau stoßen Studenten oft auf Schwierigkeiten bei der Konstruktion und Herstellung von Formen, da sich traditionelle Formrahmen nur an feste Formen anpassen können, was dazu führt, dass sie Formen neu entwerfen und herstellen müssen, wenn sich produktbezogene Faktoren ändern. Dies kostet nicht nur Zeit und Mühe, sondern verringert auch die Lerneffizienz. Aus diesem Grund haben wir einen schwimmenden Heberahmen entwickelt, der die Vielseitigkeit und Effizienz des Werkzeugs verbessern soll. Durch die Erneuerung des dynamischen Formteils, die Hinzufügung der Stützplatte und des schwimmenden Blocks können die Schüler kontinuierlich verschiedene Kunststoffprodukte testen, indem sie den Kern wechseln und die Höhe des schwimmenden Blocks anpassen. Diese Konstruktion verbessert die Flexibilität und Anwendbarkeit der Form erheblich und steigert gleichzeitig die Lerneffizienz und die praktischen Fähigkeiten der Schüler. Darüber hinaus werden Wettbewerbselemente in den Lehrplan integriert, um die umfassenden Fähigkeiten und das Innovationsbewusstsein der Schüler besser zu fördern.
Lösung des Problems der mangelnden Vielseitigkeit des Formrahmens; Verbesserung der Lerneffizienz und der praktischen Fähigkeiten der Schüler; Verbesserung der Produktionseffizienz; Einsparung von Kosten und Ressourcen; Gewährleistung der Qualität und Leistung der Form.
Konzept
Bei der Analyse von Abschlussarbeiten wurde festgestellt, dass der herkömmliche Formrahmen in seiner Universalität Defizite aufweist. Deshalb haben wir begonnen, ein flexibleres und vielseitigeres Design zu entwickeln. Durch die Untersuchung der Struktur und Verwendung traditioneller Formrahmen haben wir den Weg für ein innovatives, dynamisches Formteil festgelegt. Die Idee entstand, eine Stützplatte und einen schwimmenden Block zu integrieren. Die Studierenden müssen lediglich den Kern austauschen und die Höhe des schwimmenden Blocks anpassen, um verschiedene Kunststoffprodukte testen zu können.
Basierend auf dieser Idee wurde das Design kontinuierlich optimiert, um Flexibilität, Anwendbarkeit, Produktionseffizienz und Kosteneinsparungen zu maximieren. Dabei entstand ein universeller Formhalter mit einstellbarer Dicke, der die Vielseitigkeit und Effizienz der Form erhöht. Durch das innovative, dynamische Formdesign können Stützplatte und schwimmender Block hinzugefügt werden, sodass die Studierenden flexibel verschiedene Kunststoffprodukte testen können. Der Formrahmen besteht aus Präzisionskomponenten wie der beweglichen Schablone, Führungspfosten, Schrauben und der Schubstangenbefestigungsplatte, um Genauigkeit und Zuverlässigkeit sicherzustellen.
Der Rahmen ist leicht zu installieren und debuggen, was die Anpassungszeit der Produktionslinie verkürzt und sich an verschiedene Schubstangenpositionen und Tiefen anpasst. Dies reduziert Stillstandszeiten und steigert die Produktionseffizienz erheblich. Gleichzeitig minimiert das Design den Materialverlust durch häufige Formwechsel, was die Kosten und den Ressourcenverbrauch senkt und dem Konzept der nachhaltigen Entwicklung entspricht.
Traditionelle Formrahmen haben oft Probleme wie geringe Universalität, niedrige Effizienz und hohen Materialverlust. Diese Herausforderungen führten zur Entwicklung des Konzepts des schwimmenden Hebers. Durch die Analyse bestehender Formrahmen und der Produktionsanforderungen wurde ein innovatives Design mit Stützplatten und schwimmenden Blöcken entwickelt, um die Flexibilität und Effizienz der Formenherstellung zu verbessern, während Kosten und Ressourcenverbrauch reduziert werden.
Vor der Entwicklung des schwimmenden Heberahmens wurden die Anwendungen traditioneller Heberahmen untersucht, um ihre Schwachstellen in Vielseitigkeit und Effizienz zu analysieren. Außerdem wurden die Anforderungen und Herausforderungen des Worldskills-Wettbewerbs im Kunststoffformenbau berücksichtigt, um sicherzustellen, dass die schwimmende Hebeform den Anforderungen der Studierenden sowohl im Wettbewerb als auch im Lernprozess gerecht wird.
Zeitplan:
- Anforderungsanalyse und Planungsphase: 08. Januar 2024 – 15. Februar 2024: Probleme und Anforderungen der Produktionslinie sammeln, Daten analysieren, Projektplanung erstellen und Budget sowie Ressourcen festlegen.
- Technische Bewertung und Lieferantenauswahl: 16. Februar 2024 – 15. März 2024: Bewertung der Hebetechnologie und Lieferanten, Kommunikation und Testen von Mustern, Partnerbestimmung und Vertragsabschluss.
- Kundenspezifische Konstruktion und Fertigung: 16. März 2024 – 30. April 2024: Zusammenarbeit bei Design und Fertigung des Formrahmens, Qualitätskontrollen durchführen.
- Installation und Inbetriebnahme: 01. Mai 2024 – 15. Mai 2024: Installation und Debugging durch ein professionelles Team zur Sicherstellung der Stabilität und Leistung des Formrahmens.
- Schulung und Personalvorbereitung: 16. Mai 2024 – 31. Mai 2024: Schulung der Bediener, Dokumentenerstellung.
- Probelauf und Optimierung: 01. Juni 2024 – 10. Juni 2024: Probelauf zur Überprüfung der Leistung des Formrahmens und Durchführung notwendiger Anpassungen.
- Überwachung und Wartung: Ab 11. Juni 2024: Ein Monitoring- und Wartungsmechanismus wird etabliert, um einen kontinuierlichen, stabilen Betrieb der Produktionslinie sicherzustellen.
Aufgabenverteilung:
- Hu Zhenghao: Produktdesign, Texterstellung
- Yang Xingxin: Projektplanung, Marktforschung
- Yao Xiaojing: Texterstellung, PPT-Erstellung
- Lv Qingyang: Datensammlung, Projektpromotion
- Cao Shuaixu: Texterstellung, Video-Editing, Produkt-Debugging
Benötigte Ressourcen:
- Personelle Ressourcen: Projektplanung, Design, Texterstellung, Montage und Debugging-Personal
- Technische Ressourcen: Formdesign, CNC-Bearbeitungstechnik
- Geräteressourcen: CNC-Fräsmaschine, Schneidwerkzeuge, Handwerkzeuge, Spritzgussmaschine
- Finanzielle Ressourcen: Projektkosten inklusive technischer Bewertung, Design und Schulung


Realisierung
Bedarfsanalyse und Planung:
In dieser Phase werden die Probleme und Bedürfnisse der Produktionslinie erfasst und die Notwendigkeit des schwimmenden Hebegeräts geprüft. Darauf basierend wird ein Umsetzungsplan erstellt, der Budget, Zeitplan und Ressourcenzuweisung umfasst.
Technische Bewertung und Lieferantenauswahl:
Die Technologie und die Lieferanten für schwimmende Hebevorrichtungen werden bewertet. Produktdemonstrationen und Mustertests werden durchgeführt, um die optimale Lösung und den geeigneten Lieferanten für die Produktionslinie zu ermitteln.
Kundenspezifische Konstruktion und Fertigung:
In Zusammenarbeit mit dem Lieferanten wird das Design an die Anforderungen der Produktionslinie angepasst. Dabei wird sichergestellt, dass der Formrahmen mit bestehenden Geräten kompatibel ist und alle relevanten Sicherheitsstandards erfüllt.
Produktinstallation und Inbetriebnahme:
Ein professionelles Team übernimmt die Installation und Inbetriebnahme. Es wird sichergestellt, dass alle Komponenten korrekt angeschlossen sind und der Formrahmen eine hohe Präzision sowie Stabilität gewährleistet.
Schulung und Personalvorbereitung:
Das Bedienpersonal wird in den neuen Verfahren geschult, einschließlich der Betriebsabläufe, Wartung und Sicherheitsvorkehrungen, um einen effizienten Einsatz zu gewährleisten.
Probelauf und Optimierung:
Während des Probelaufs werden die Leistung der Hebevorrichtung geprüft und die Produktionslinie auf Basis der Ergebnisse optimiert, um die Effizienz und Produktqualität zu verbessern.
Überwachung und Wartung:
Ein kontinuierlicher Überwachungsmechanismus wird eingerichtet, um den Betriebszustand des Formrahmens zu überprüfen, Probleme frühzeitig zu erkennen und den stabilen Betrieb der Produktionslinie sicherzustellen.
Verantwortlichkeiten:
- Hu Zhenghao: Produktdesign, Textgestaltung
- Yang Xingxin: Projektplanung, Marktforschung
- Yao Xiaojing: Texterstellung, PPT-Erstellung
- Lv Qingyang: Informationssammlung, Datenvergleich, Projektförderung, Produktmontage
- Cao Shuaixu: Texterstellung, PPT-Erstellung, Videoschnitt, Produktmontage, Fehlerbehebung
Technische Herausforderungen:
- Präzision der Komponenten: Der schwimmende Heber besteht aus hochpräzisen Teilen, deren Genauigkeit und Zuverlässigkeit in der Herstellung kritisch sind.
- Koordination der Lieferanten: Die Auswahl eines geeigneten Lieferanten und die effektive Kommunikation, um qualitativ hochwertige Teile pünktlich zu erhalten, sind entscheidend.
- Genauigkeit bei Installation und Debugging: Die präzise Installation aller Komponenten erfordert erfahrene Fachkräfte, um die Stabilität und Funktionalität des Formrahmens sicherzustellen.
- Schulung des Personals: Eine umfassende Schulung des Bedienpersonals ist erforderlich, um die Effizienz und Qualität der Produktion zu gewährleisten.
- Optimierung im Versuchsbetrieb: Potenzielle Probleme müssen während des Probelaufs erkannt und gelöst werden, um die Produktionsleistung zu steigern.
- Trial-and-Error-Prozess: Die Feinabstimmung der Komponenten (z.B. der Abstand des Cursors und der schwimmenden Blockschraube) erfordert eine exakte Messung und kann einen iterativen Prozess beinhalten.
Zeitplan:
- Anforderungsanalyse und Planung: 08. Januar 2024 – 15. Februar 2024
- Technische Bewertung und Lieferantenauswahl: 16. Februar 2024 – 15. März 2024
- Kundenspezifische Entwicklung und Fertigung: 16. März 2024 – 30. April 2024
- Produktinstallation und Inbetriebnahme: 01. Mai 2024 – 15. Mai 2024
- Schulung und Personalvorbereitung: 16. Mai 2024 – 31. Mai 2024
- Probebetrieb und Optimierung: 01. Juni 2024 – 10. Juni 2024
- Überwachung und Wartung: Ab 11. Juni 2024
Erforderliche Ressourcen:
- Personelle Ressourcen: Projektplanung, Design, Texterstellung, Produktion, Montage und Debugging
- Technische Ressourcen: Formenbau, CNC-Bearbeitung, Montage
- Ausrüstungsressourcen: CNC-Fräsmaschine, Schneidegeräte, Elektrowerkzeuge, Spritzgießmaschine
- Finanzielle Ressourcen: Ausgaben für technische Bewertungen, Lieferantenauswahl, kundenspezifische Konstruktion, Installation, Inbetriebnahme und Schulung
Durch den Einsatz neuer Technologien im Formenbau konnten die Funktionalität und Produktionseffizienz von schwimmenden Hebevorrichtungen verbessert werden. Fortschritte in der Materialforschung und die Auswahl geeigneter Werkstoffe haben die Haltbarkeit und Stabilität von Formrahmen deutlich erhöht. Die Integration von Automatisierung und intelligenter Fertigung hat den Produktionsprozess revolutioniert und die Qualität sowie Effizienz erheblich gesteigert. Datenanalyse und Optimierung sind entscheidend für die kontinuierliche Verbesserung der Produktionsprozesse. Zusätzlich unterstützt die Industrie nachhaltige Entwicklung, indem sie umweltfreundlichere Materialien und Verfahren einführt, um den Ressourcenverbrauch zu minimieren und die Umweltbelastung zu verringern.


Funktion
Zielgruppe:
Studenten der Fachrichtung Formenbau an der Hochschule für intelligente Fertigung des Jinhua Technology College und die entsprechenden Bediener von Produktionsanlagen. Die Studenten können dieses Wissen bei der Gestaltung des Studienabschlusses und beim praktischen Lernen anwenden, um die Lerneffizienz und die praktischen Fähigkeiten zu verbessern; die Bediener können sich durch den schwimmenden Heberahmen schneller an die Produktionsanforderungen verschiedener Produkte anpassen und die Produktionseffizienz verbessern. Anwendungsbereich: Kunststoff-Formenbau: in Formenbau, Verarbeitung, Montage und Schimmelprüfung verwendet, verbessern die Flexibilität und Anwendbarkeit der Form. Spritzgießproduktion: Erfüllen Sie die Spritzgießanforderungen verschiedener Produkte, reduzieren Sie Ausfallzeiten, verbessern Sie die Produktionseffizienz und die Produktqualität.
Hardware:
- CNC-Fräsmaschine: für das Schleifen der Arbeitsfläche, Installation und Debugging Formrahmen und andere Operationen verwendet.
- Fingerhut-Schneidegeräte: können für die Bearbeitung verwandter Teile im Formenbau verwendet werden.
- Elektrowerkzeuge: wie Schraubendreher, Schraubenschlüssel usw., die für den Einbau und die Fehlersuche an der Form verwendet werden.
- Spritzgießmaschine: Wird für das Spritzgießen von Produkten verwendet. Mikrometer: Zur Messung des Abstands zwischen der Kerntrennfläche und der Bodenfläche.
- Hebelmessuhr: Zur Messung der Punkte auf dem Schwebeblock, um sicherzustellen, dass der Fehler innerhalb des angegebenen Bereichs liegt.
Software:
CAD/CAM-Software: Wird für die Programmierung im Formenbau und anderen Konstruktionsbereichen verwendet.
Bei der technischen Umsetzung wird es einige technische Probleme geben, deren Lösung mehr Zeit erfordert; beim Einsatz von Ressourcen kann es Situationen geben, in denen einige Ressourcen nicht rechtzeitig zur Verfügung stehen; oder bei der Zusammenarbeit mit Lieferanten kann es einige Kommunikations- oder Koordinationsprobleme geben, die den Projektfortschritt beeinträchtigen. Darüber hinaus können auch Veränderungen der Marktnachfrage oder andere externe Faktoren dazu führen, dass der Projektplan angepasst werden muss, so dass einige der ursprünglich geplanten Elemente nicht realisiert werden können. Die konkrete Situation muss jedoch auf der Grundlage des tatsächlichen Projektfortschritts und des Feedbacks der zuständigen Teams ermittelt werden.
Der Abstand zwischen der Kerntrennfläche und der Bodenfläche von mindestens 6 Punkten wird mit einem Mikrometer genau gemessen und der Durchschnittswert ermittelt. Polieren Sie den Arbeitstisch der CNC-Fräsmaschine und setzen Sie das bewegliche Unterteil des Matrizenrahmens genau darauf. Stellen Sie den Nonius-Abstand ein und verschieben Sie die Position der schwimmenden Blockschraube, und befestigen Sie die Hebelmessuhr an der Spindel der CNC-Fräsmaschine. Messen Sie stichprobenartig 6 Punkte auf dem beweglichen Block, um sicherzustellen, dass der Fehler innerhalb von ±0,01 mm liegt. Liegt er darüber hinaus, passen Sie den Cursorabstand weiter an und verschieben Sie die Position des Schwebekörpers. Wenn Sie die Höhe der Oberfläche der beweglichen Schablone und des beweglichen Blocks messen, müssen Sie zusätzlich 0,5 mm hinzufügen. Nach der Messung erhält man die genaue Dicke der Kerntrennfläche bis zur Bodenfläche. Ziehen Sie die Führungsschraube an, um den schwimmenden Block zu fixieren, und setzen Sie den Kern korrekt in den Formrahmen der beweglichen Formbasis ein. In der Probebetrieb- und Optimierungsphase können weitere Anpassungen und Verbesserungen am Formrahmen entsprechend der tatsächlichen Situation vorgenommen werden, um die beste Leistung und Stabilität zu gewährleisten. Darüber hinaus ist die Überwachungs- und Wartungsphase ein fortlaufender Prozess, der ständige Aufmerksamkeit für den Betrieb der Form und die rechtzeitige Behebung auftretender Probleme erfordert.


Innovation und Nachhaltigkeit
Zu den neuen Methoden gehören das innovative Design des dynamischen Formteils, die Hinzufügung von Stützplatten und schwimmenden Blöcken, um die Flexibilität und Anwendbarkeit der Form zu erreichen und die Lerneffizienz und die praktischen Fähigkeiten der Schüler zu verbessern. Dieses innovative Design kann als eine neue, vom Autor selbst entwickelte Methode betrachtet werden. Darüber hinaus werden im Zuge der Realisierung der Arbeit weitere neue Methoden verfolgt, wie z. B. die Anwendung fortschrittlicherer Technologien und Verfahren im Formenbau und im Produktionsprozess, um die Produktionseffizienz und die Produktqualität zu verbessern; oder es werden neue Schulungsmethoden erforscht, um die Bediener von Produktionsanlagen schneller mit der Bedienung neuer Geräte vertraut zu machen und diese zu beherrschen. Die verfolgten spezifischen neuen Methoden können je nach den tatsächlichen Bedürfnissen und technologischen Entwicklungen ständig angepasst und verbessert werden.
Technische Optimierung:
Verbesserung der Präzisionskontrolle, Erforschung fortschrittlicher Mess- und Einstellungstechnologie, Verringerung des Fehlerbereichs, Gewährleistung der präzisen Kontrolle des Abstands zwischen der Kerntrennfläche und der Bodenfläche und Verbesserung der Gesamtgenauigkeit der Form. Material-Upgrade, Forschung und Anwendung von High-Performance-Materialien zur Herstellung jeder Komponente des Formrahmens, Verbesserung der Haltbarkeit, Stabilität und Verschleißfestigkeit, und verlängern die Lebensdauer. Automatische Integration, die Einführung der automatischen Steuerung, um die automatische Anpassung des Formrahmens zu erreichen, reduzieren manuelle Eingriffe, verbessern die Effizienz der Produktion. Zum Beispiel wird die Höhe des schwimmenden Blocks automatisch durch den Sensor an die verschiedenen Produktanforderungen angepasst.
Funktionale Erweiterung:
Multifunktionale Modul-Design, das Hinzufügen von austauschbaren Modulen, so dass die Form Rahmen zur Anpassung an mehr Arten von Kunststoff-Produkt-Produktion, wie unterschiedliche Spezifikationen der Kern-Montage-Module. Intelligente Überwachung und Diagnose, Installation von Sensoren und Überwachungssysteme, Echtzeit-Überwachung der Form Betriebszustand (Temperatur, Druck, Vibration, etc.), Fehlerdiagnose und vorbeugende Wartung durch Datenanalyse, Verbesserung der Zuverlässigkeit. Kombiniert mit anderen Technologien, erkunden Sie die Kombination mit 3D-Druck, Internet der Dinge und anderen Technologien, um schnell komplexe Formteile herzustellen und Fernüberwachung und -verwaltung zu erreichen.
Anwendungserweiterung:
Um den Anwendungsbereich zu erweitern, wird der schwimmende Heberahmen auf Metalldruckguss, Gummiformguss und andere verwandte Bereiche angewendet. Vertiefung der pädagogischen Anwendung, Entwicklung relevanter Lehrmittel und -kurse, die als wichtige Praxisfälle für den Formenbau dienen, und Förderung von Studenten mit innovativen Fähigkeiten. Zusammenarbeit mit der Industrie und Förderung, Zusammenarbeit mit Unternehmen und Institutionen zur Förderung von schwimmenden Heberahmen, Verbesserung des technischen Fortschritts in der Industrie und Verbesserung der Sichtbarkeit der Werke durch Industrieausstellungen und technische Seminare.
Ökologische Perspektive:
Ressourcenschonung, schwimmender Heberahmen durch Verbesserung der Vielseitigkeit, Verringerung des Materialabfalls durch häufigen Austausch des Formrahmens, Verringerung der Nachfrage nach Rohstoffen, und dann Verringerung des Ressourcenabbaus und -verbrauchs, spielen eine positive Rolle beim Schutz der ökologischen Umwelt. Energieeinsparung und Emissionsreduzierung, Materialabfall und Produktionsstillstand werden reduziert, was zu einem geringeren Energieverbrauch und Kohlenstoffemissionen führt, im Einklang mit den Anforderungen der nachhaltigen Entwicklung, und helfen, negative Umweltauswirkungen zu reduzieren.
Soziale Perspektive:
- Pädagogischer Wert:
Diese Arbeit bietet innovative Praxisfälle für Studenten des Intelligent Manufacturing College des Jinhua Technology College, verbessert die Lerneffizienz und die praktischen Fähigkeiten, bildet Fachleute mit innovativem Denken und praktischen Fähigkeiten aus und fördert die soziale Entwicklung. Im Bereich des Formenbaus und der Spritzgießproduktion kann die Arbeit die Produktionseffizienz und die Produktqualität verbessern, den technologischen Fortschritt fördern, die Wettbewerbsfähigkeit der Industrie steigern und mehr Beschäftigungsmöglichkeiten und wirtschaftlichen Wert für die Gesellschaft schaffen. Sicherheit und Stabilität, die Genauigkeit und Stabilität des schwimmenden Heberahmens verbessern die Produktionssicherheit, verringern Unfälle und sind wichtig, um die Sicherheit und Gesundheit der Arbeiter zu gewährleisten. - Wirtschaftliche Perspektive:
Kostensenkung: Durch die Verringerung von Materialverlusten und die Verbesserung der Produktionseffizienz werden die Produktionskosten des Unternehmens gesenkt und die Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt verbessert.
Rentabilität: Vielseitige und flexible Arbeiten verringern das Investitionsrisiko, verbessern die Produktionseffizienz und die Produktqualität und bringen höhere Marktanteile und Gewinne.
Marktpotenzial: Mit der zunehmenden Aufmerksamkeit für die nachhaltige Entwicklung werden umweltfreundliche und effiziente Produkte vom Markt bevorzugt. Die ökologischen und wirtschaftlichen Vorteile des Werks verleihen ihm ein erhebliches Marktpotenzial, das auf langfristige wirtschaftliche Vorteile hindeutet.

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