
一、 简介
宁波方正汽车模具股份有限公司(以下简称“宁波方正”)是中国领先的汽车大型模具和零部件制造商,专注于汽车车身覆盖件模具(如侧围、车门、翼子板)的研发与生产,服务于国内外主流汽车品牌。在汽车产品迭代加速、轻量化与设计个性化趋势下,模具的型面日趋复杂,开发周期与成本压力剧增。传统依赖实物试模、凭经验修模的模式已难以为继。为此,宁波方正与西安爱德华测量设备股份有限公司(以下简称“爱德华测量”)开展战略合作,全面引入以 “三维数字化扫描” 与 “智能数据分析平台” 为核心的模具精密检测解决方案,构建了一套覆盖模具设计验证、研配调试、量产维护全过程的数字化质量闭环,实现了从“经验驱动”到“数据驱动”的根本性转变,引领了汽车模具行业的数字化转型。
二、 案例背景
汽车覆盖件模具是典型的单件、定制化、高价值产品,其开发与维护长期面临三大核心痛点:其一,“黑箱”式研配与调试:模具型腔多为复杂的自由曲面,装配后需通过反复试压、手工打磨进行研配,以消除干涉并保证零件成形质量。这一过程高度依赖钳工师傅的手艺与经验,周期长(常达数十天)、成本高,且质量波动大。其二,磨损监控与寿命管理缺失:模具在批量生产中的型面磨损是渐进的、不可见的,传统手段无法量化评估,往往在零件已出现质量缺陷时才被动停机大修,造成巨大浪费。其三,数据链断裂,知识难以传承:模具修改的依据是试模零件的肉眼观察与手感,修改量无法精确记录和复现。优秀的修模经验停留在个别技师脑中,无法转化为企业的标准化知识资产。构建一套能“看见”模具微观型面变化、并能精确指导行动的数字化系统,成为宁波方正提升核心竞争力的破局关键。
三、 主要做法
1. 理念融合:确立“全型面数字化,数据即修模指令”的新范式
项目彻底颠覆了“模具-试模-肉眼判断”的传统循环,确立了 “模具-扫描-数据比对-精准修磨” 的数字化新流程。其核心是将整个模具的型面状态全面、高精度地转化为可计算、可分析的三维数字模型,使每一处需要修改的位置和去除量都一目了然。这与爱德华测量以 “全测量链路解决方案” 赋能客户实现确定性制造的愿景高度一致。
2. 硬核植入:部署高效蓝光激光扫描与非接触式测量系统
为实现大型模具的高效、高密度数据采集,宁波方正引入了爱德华测量提供的手持式蓝光激光三维扫描系统。该系统具备以下优势:
- 高效率与高精度:可在数十分钟内完成一个大型车门模具整个型腔和刃口区域数百万个点的扫描,点云精度可达0.02mm,全面捕获包括细微棱线、圆角在内的所有特征。
- 强环境适应性:对模具表面的颜色、反光不敏感,无需喷粉等预处理,可直接在装配现场或机床上进行扫描,无缝融入现有工作流。
- 复合测量技术支撑:对于模具上的基准孔、定位面等关键特征,可结合便携式三坐标测头进行精准测量,与扫描数据融合,确保全局坐标系精度。
3. 软件驱动:构建“扫描-比对-分析-决策”的智能闭环
采集的海量点云数据在爱德华NET·DMIS测量软件中完成核心处理:
- 三维色谱偏差分析:软件将扫描得到的实际模具点云数据,与原始的CAD设计模型进行自动对齐和精确比对,生成直观的彩色偏差云图。红色区域表示料厚,蓝色区域表示干涉,绿色表示合格。修模技师无需猜测,直接依据色谱图进行精准打磨,将修模调整次数平均降低了60%。
- 磨损趋势监控与预测性维护:在模具量产阶段,定期对关键型面进行扫描。EMRP智能质量管理平台会存储历次扫描数据,并自动分析特定区域的材料磨损速率。当平台预测某处磨损量即将超出安全阈值时,会自动预警,指导在下一个生产间隙进行预防性保养,避免非计划停机,将模具定修寿命科学提升了30%**。
- 数字化模具档案与知识库:每一套模具从T0试模到每一次维修的所有扫描数据、比对报告、修改记录,均在EMRP平台中归档,形成完整的 “数字孪生履历”。这不仅便于问题追溯,更能通过大数据分析,总结出针对不同材料、不同结构的模具设计优化建议与修模工艺包,实现企业知识的持续沉淀与复用。
四、 经验启示
宁波方正汽车模具数字化检测体系的成功实践,为资本与技术密集型的模具行业开辟了一条通过数字化转型实现降本、提质、增效的清晰路径。它证明,将 “复合测量技术” 获取的微观几何大数据,与 “智能软件平台” 的分析决策能力相结合,能够彻底改变依赖个人经验的传统制造模式。
该项目的直接经济效益极为显著:将大型覆盖件模具的调试周期从行业平均的45天缩短至28天,大幅降低了新车开发的时间与金钱成本。其更深远的价值在于,它使模具作为一种重资产,其状态变得完全透明、可控、可预测。企业从被动应对模具故障,转变为主动管理模具健康。此“宁波方正-爱德华”合作模式,不仅为模具行业树立了标杆,其“以数字化检测驱动制造闭环”的核心理念,对于任何涉及复杂曲面加工与装配的先进制造业,如航空航天、高端消费品等领域,都具有普适性的重大借鉴意义,是智能制造在工艺优化层面的一个完美注脚。