TL;DR

Els temps del cicle de producció d'estampació automotriu venen determinats principalment pel mètode de conformació: Estampació freda és l'estàndard industrial per a alta velocitat i gran volum, assolint típicament 20–60 embolcallades per minut (SPM) , o aproximadament 1–3 segons per peça. En canvi, Estampació en calent (durabilització per premsa) és significativament més lent degut al temps necessari de tempteig en motlle, amb una mitjana de 10–30 segons per cicle però oferint una resistència a la tracció superior per a components de seguretat.

Per als fabricants, el referent d'eficiència sovint es mesura en comparació amb líders com Toyota, on cada pas d'estampació s'acaba en tan sols 3 segons . Tot i que el punxonat en fred ofereix una gran velocitat de processament per a panells de carroceria i peces estructurals, el punxonat en calent continua sent essencial per a pilars i reforços crítics malgrat el cost temporal. L'optimització d'aquests cicles requereix tecnologia avançada de premses servo i sistemes automàtics de transferència per minimitzar el temps de manipulació no afegit de valor.

Temps de cicle del punxonat en fred: L'estàndard d'alta volumetria

El punxonat en fred continua sent l'eina fonamental de la producció massiva d'automòbils, valorat per la seva capacitat de fabricar peces a temperatura ambient amb una velocitat excepcional. En aquest procés, bobines d'acer o aluminio s'alimenten a premses mecàniques o servo on es tallen, conformen i perforan en ràpida successió. Com que no hi ha cap embús tèrmic (esperant que els materials s'escalfin o es refredin), el temps de cicle només està limitat per la mecànica de la premsa i la velocitat d'alimentació del material.

El referent de la indústria en eficiència del punxonat a fred sovint es basa en les línies de producció de Toyota. En el seu procés estàndard de quatre passos (estirat, tallat, doblegat i perforat), cada pas triga aproximadament 3 segons a completar-se. Les línies tandem modernes d'alta velocitat i les premses de transferència poden arribar encara més lluny. Per exemple, la planta de premsatge de Toyota Motor Manufacturing France opera les seves línies a uns 25 cops per minut (SPM) per peces individuals, equivalent a un temps de cicle de només 2,4 segons per cop. Quan s’executen peces dobles (dues peces per cop), la producció efectivament es duplica, mostrant la gran capacitat de producció del formatat a fred.

Velocitats de motriu progressiva vs. motriu de transferència

Dins del punxonat a fred, l’estratègia d’eines té un impacte significatiu en el temps de cicle:

• Estampació progressiva amb motlles: Aquest és el mètode més ràpid, ideal per a peces petites i complexes com suports i fixadors. La tira de metall s'alimenta contínuament a través d’una única motriu amb múltiples estacions. Les velocitats poden superar fàcilment els 60–80 SPM perquè la peça roman unida a la tira portadora, permetent un moviment ràpid i precís sense necessitat de braços de transferència complexos.
• Estampació amb motlles de transferència: Utilitzat per a panells corporals més grans i components estructurals que han d'estar lliures de la tira per poder ser conformats. Dits de transferència mecànics mouen la peça entre estacions. Tot i que és més lent que el punxonat progressiu, els sistemes de transferència moderns amb servoaccionament han millorat les velocitats fins al 15–30 SPM rang, equilibrant la capacitat de mida amb la velocitat de producció.

La taula següent descriu les mètriques típiques de rendiment per a les tecnologies de punxonat a fred:

Temps de cicle d'estampatge a calor: el canvi de força

L'estampació a calor, o endureixement per premsa, funciona en una línia de temps fonamentalment diferent. Aquest procés implica escalfar els plats en blanc d'acer de bor a aproximadament 900 °C (1,650 °F) en un forn abans de transferir-los a un matís refredat. La característica que defineix aquest cicle no és la velocitat de formació, sinó la velocitat de formació. temps d'espera necessaris per a l'extincció. La part s'ha de mantenir en el matís tancat sota pressió mentre es refreda ràpidament per transformar la microstrutura en martensita, aconseguint resistències a la tracció fins a 1.500 MPa.

Aquesta fase de tempte crea un embús significatiu. Un cicle típic de conformació en calent dura entre 10 i 30 segons , el que és 5 a 10 vegades més lent que la conformació en fred. La descomposició d’un cicle estàndard de conformació en calent normalment és aquesta:

1. Transferència (forn a premsa): < 3 segons (crític per evitar el refredament prematur)
2. Conformació: 1–2 segons
3. Temperate (espera): 5–15 segons (el cost principal de temps)
4. Expulsió i retirada de la peça: 24 segons

Per mitigar aquesta lentitud, els fabricants sovint utilitzen motlles multicavitat (conformant 2, 4 o fins i tot 8 peces alhora) per augmentar les peces efectives per minut, encara que el temps de cicle per correguda continuï sent llarg. Els avenços recents en el disseny de canals de refrigeració i en acers per eines amb alta conductivitat tèrmica estan reduint lentament aquests temps, amb algunes línies avançades que assolen cicles propers als 8–10 segons, tot i que això encara no és l’estàndard generalitzat.

Factors crítics que influeixen en la velocitat de producció

Més enllà de la física fonamental de la formació a fred i a calor, diversos factors tecnològics juguen un paper fonamental en reduir els segons del rellotge de producció. El canvi de la mecànica a la tecnologia de premsa servo ha estat un canvi de joc. A diferència d'un volant mecànic que gira a una velocitat constant, una servopressa té un moviment de desllit programable. Els enginyers poden programar la premsa per alentir-se només durant el moment crític de formació i accelerar ràpidament durant la part no funcionant de la carrera (aproximació i retorn). Aquesta optimització pot reduir el temps de cicle en un 30~60% en comparació amb les preses mecàniques tradicionals.

Automatizació i eficiència de la transició són igualment crítics. En entorns de producció amb gran mix, el "temps de cicle" no és només sobre la velocitat de la carrera; és sobre la disponibilitat. Les línies d'estampatge modernes, com les utilitzades per al Toyota Yaris, utilitzen sistemes automàtics de canvi de matriu i pinzadores servo-conduïts que poden canviar la producció d'una peça a una altra en menys de 30 minuts. 180 segons - Sí, sí. Aquesta capacitat d'intercanvi de matriu en un minut (SMED) garanteix que la premsa dediqui més temps a fer peces i menys temps de descans.

No obstant això, aconseguir aquests temps de cicle optimitzats requereix un soci que entengui tot l'espectre de fabricació. Shaoyi Metal Technology es especialitza en la reducció de la bretxa entre la prototipatge ràpida i la producció en massa. Apropant-se de les capacitats de premsa fins a 600 tones i la precisió certificada per IATF 16949, ajuden als clients de l'automoció a validar els dissenys ràpidament amb prototips abans d'escalar a la fabricació de gran volum. Aquest enfocament integrat permet als enginyers identificar els colls d'ampolla en el temps del cicle a l'inici de la fase de disseny, assegurant que els components com els braços de control i els subframes s'optimitzin per a la velocitat i la qualitat abans de començar la producció a gran escala.

Temps de cicle vs Temps de conducció vs Temps de tacte

En el context de la fabricació d'automòbils, "temps" pot significar coses diferents per a diferents parts interessades. La confusió entre aquests termes sovint porta a expectatives desalineades entre equips d'enginyeria i adquisició. És essencial distingir Cicle de temps d'altres mètriques temporals.

• Temps de cicle (el ritme de la màquina): Aquest és el temps que es necessita per completar una operació en una unitat. En estampatge, si una premsa funciona a 20 SPM, el temps de cicle és de 3 segons. Aquesta mètrica és la principal preocupació dels gerents d'instal·lacions i enginyers de procés enfocats en l'eficiència immediata de la línia.
• Temps de tramitació (el client espera): Això representa el temps total des de la col·locació de la comanda fins a la lliurament. Per a un nou projecte d'estampatge, el temps de desenvolupament inclou el disseny de les eines, la fabricació de matolls i les proves, que normalment s'estén 814 setmanes per a morts progressives. Fins i tot per a les peces existents, el temps de lliurament inclou la programació de la matèria prima i la logística, mesurada en dies o setmanes, no segons.
• Temps de Takt (l'impuls de la demanda): El temps de tacte es calcula dividint el temps de producció disponible per la demanda del client. Si un client necessita 1.000 peces al dia i la planta funciona durant 1.000 minuts, el temps de takt és d'1 minut. El temps de cicle sempre ha de ser més ràpid que el temps de takt per evitar escassetats.
• Temps de transmissió del vehicle: Aquest és el temps total per muntar un cotxe complet. Per a un context, mentre que estampar un panell de la porta només triga segons, el temps total de producció per a un vehicle com el Toyota Yaris és aproximadament 15 hores , amb la pintura sovint representant la meitat d'aquesta durada.

Conclusió

Entendre el temps de cicle de producció d'estampatge automotriu requereix mirar més enllà del cronòmetre i analitzar els requisits del procés. Mentre que l'estampatge a fred ofereix la velocitat de bolbosa de 2060 SPM necessària per a panells exteriors d'alt volum, l'estampatge a calor accepta un cicle més lent de 1030 segons per oferir la força salvatge necessària per a les gàbies de seguretat. La elecció rarament és només per la velocitat, sinó pel equilibri de les propietats del material, la geometria i el volum.

Per als enginyers automotrius, el camí cap a l'optimització passa per l'ús de tecnologies com premses servo i sistemes de transferència automàtics per minimitzar el temps sense afegir valor. En definir clarament les diferències entre el temps de cicle i el temps de procés, i en seleccionar el mètode d'estampació adequat per a l'aplicació, els fabricants poden assolir l'eficiència sincronitzada que defineix la producció automobilística moderna.

Preguntes freqüents

quant de temps triga tot el procés d'estampació d'un cos de vehicle?

Encara que les peces individuals s'estampin en segons (normalment entre 1 i 3 segons per pas), un cos de vehicle complet consta de centenars de peces estampades. Una premsa moderna produeix aquestes peces en lots. El temps real que una fulla específica de metall passa a la línia de premsa és molt curt —sovint menys de 15 segons per a un procés complet de línia tandem de 4 passes— però la coordinació logística per estampar totes les peces necessàries per a un vehicle normalment abasta diverses tornes o dies d'acumulació d'inventari.

2. Quins són els passos típics en un cicle d'estampació automotriu?

Una línia d'estampació automotriu estàndard implica normalment quatre passos diferents: Dibuix (formant la forma tridimensional inicial), Retall (tallant el metall sobrant), Doblegat/Rebategat (creant vores precises i rigidesa), i Perforació/Reestampació (punxonat de forats i refinament de la geometria final). En una línia tandem, aquests passos es duen a terme en premses separades; en una matriu de transferència o progressiva, es produeixen seqüencialment dins d'un mateix sistema de premsa.

3. Per què l'estampació a calent és tan més lenta que l'estampació a fred?

L'estampació a calent requereix escalfar el metall fins a uns 900 °C i després refredar-lo (temprar-lo) mentre es manté dins la matriu per fixar l'estructura d'acer martensític. Aquesta fase de refredament, o «temps d'espera», dura típicament entre 5 i 15 segons, durant els quals la premsa no pot obrir-se. L'estampació a fred no requereix aquest període d'espera tèrmic, permetent que la premsa funcioni contínuament a la màxima velocitat que el mecanisme permet.