Metallin valssattujen autokorin peltien valmistus: Tekninen opas

TL;DR

Metallin syvämuovaustekniikalla valmistetaan karoserian paneeleja sisältää suuritehoiset tarkkuusprosessit, joilla levyt muovataan aerodynaamisiksi, rakenteellisiksi auto-osiksi. Verrattuna tavallisiin kiinnikkeisiin, karoserian paneelit vaativat erikoistunutta "luokan A" työkalutusta, jotta ulkopinnat ovat virheettömiä ja esteettisesti täydellisiä. Teollisuus on siirtymässä yhä enemmän perinteisen teräksen sijaan korkean lujuuden alumiiniseoksiin ajoneuvon painon vähentämiseksi, mikä edellyttää edistynyttä triologiaa ja kimpoamiskorjauksia muottisuunnittelussa.

Autotekniikan insinööreille ja hankintavastaaville keskeiset päätökset liittyvät oikean muottiteknologian valintaan – tyypillisesti siirtomuotteihin suuria paneeleja varten ja eteneviin muotteihin pienempiä rakenteellisia osia varten – sekä toimittajien arviointiin tiukkojen pintalaatustandardien noudattamisen perusteella suurten tuotantotilavuuksien alla.

Prosessin valinta: siirtomuotit vs. etenevät muotit

Autoteollisuuden kappalelevyjen valmistus määräytyy osien geometrian, koon ja tuotantotilavuuden perusteella. Vaikka standardileikkauksessa voidaan käyttää yksinkertaista leikkausta, vaativat kappalelevyt monimutkaista monivaiheista muovailua. Kaksi hallitsevaa tekniikkaa ovat siirtomuottileikkaus ja edennevä muottileikkaus, joista kumpikin palvelee erillisiä teknisiä tarpeita.

Siirtomuottileikkaus: suurten paneelien standardi

Suurille pinnaltaan kriittisille komponenteille, kuten moottoriluukkuille, oville, katoille ja vetoluukulle, siirtomuottileikkaus on alan vakio. Tässä prosessissa osa irrotetaan metallinauhalta varhaisessa vaiheessa, ja automatisoidut sormet tai kiskot siirtävät sitä asemalta toiselle. Tämä mahdollistaa osan vapaan käsittelyn jokaisesta kulmasta, mikä on olennaisen tärkeää syvävetämisen ja monimutkaisen muotoilun kannalta ilman kantavan nauhan rajoituksia.

Edennevä muottileikkaus: nopeus rakenteellisille osille

Progressiivinen kuormitus syöttää jatkuvan metallinauhan useiden asemien läpi, ja osa pysyy nauhan yhteydessä lopulliseen leikkaukseen asti. Tämä menetelmä on nopeampi ja kustannustehokkaampi pienemmille, suurikokoisille rakenteellisille osille, kuten pilareille, vahvistuksille ja kiinnikkeille. Liite nauhaan rajoittaa kuitenkin osaa pyörivän osan kykyä monimutkaisiin geometrioihin, joten se ei sovi suurille ulkokehäpaneeleille.

Materiaalivalinta: Teräs vs. Alumiini

Materiaalin valinta metallin syvämuovaustekniikalla valmistetaan karoserian paneeleja on tasapaino muotoilukelpoisuuden, kustannusten ja painon vähentämisen välillä. Sähköautojen polttoainetehokkuuden ja valikoiman laajentamisen pyrkimykset ovat nopeuttaneet kevyiden materiaalien käyttöönottoa ja muuttaneet perustavanlaatuisesti leimausparametreja.

Siirtyminen alumiinille

Alumiiniseokset (5000- ja 6000-sarjat) ovat yhä suosituimpia sulkemista varten (huput, takaaukot), koska ne tarjoavat jopa 40% painon säästöä teräksen verrattuna. Alumiini aiheuttaa kuitenkin merkittäviä valmistushaasteita. Se on taipuvaisempi "voimalaan" -metallin elastisuus, joka saa sen palaamaan alkuperäiseen muotoonsa muodonmuodon muodostumisen jälkeen - vaatii yli-korotusta kuoren suunnittelussa. Lisäksi alumiini on taipuvaisempi tarttumiseen (liimähtymiseen työkalulle), joten se vaatii erikoisvoiteluaineita ja PVD-päällystettyjä kuoreita repiä estääkseen.

Korkean lujuuden teräs (AHSS)

Vaikka alumiinin käyttö lisääntyy, teräs on edelleen vahva turvallisuusluokan komponenttien osalta, koska se on ylivoimainen vetovoima. Nykyaikaiset "Gen 3" -teräkset tarjoavat kompromissin, koska ne tarjoavat korkean lujuuden ja parannettu muokkauskelpoisuuden. Valmistajat käyttävät usein kylmävaljutettu teräs tämä on kuitenkin mahdollista, jos painetusta materiaalista vaaditaan enemmän tonnia.

A-luokan pintalaadun saavuttaminen

Korpuspaneelin valmistuksen määrittävä ominaisuus on "A-luokan" pintalaadun vaatimus. Luokan A pinta tarkoittaa ajoneuvon näkyvää ulkokalloa, jonka on oltava matemaattisesti täydellinen ja ilman esteettisiä vikoja. Toisin kuin sisäiset rakenteelliset osat (luokka B) tai piilotetut kiinnikkeet (luokka C), luokan A paneelien on heijastettava valoa tasaisesti ilman aaltoja tai vääristymää.

Viat ehkäiseminen ja havaitseminen

Tämän laadun saavuttamiseksi leimauslatti on lähes puhtaassa tilassa. Jopa mikroskooppinen pölyhiukkas, joka on jumissa kuormassa, voi aiheuttaa "pimpelin" tai mutkan paneeliin ja tehdä siitä romua. Insinöörien yleisiä virheitä ovat:

• Omenan kuori: Raaka pinta-ala, joka johtuu raaka-aineen epätasaisesta jyvien koon tai liiallisen venytyksen vuoksi.
• Luderingi (Stretcher-kannat): Näkyvät virtauslinjat, jotka näkyvät, kun metallipitoisuus ylittyy epätasaisesti.
• - Se on hyvin hyvä. Sisärissien tai päälliköiden kutistumisen aiheuttamat masennukset.

Parhaat valmistajat käyttävät automaattisia optisia tarkastusjärjestelmiä ja "kivitys" -käsikirjoitusprosessia, jossa taitavat työkaluvalmistajat hierovat hiottuvia kiviä paneelin päälle korostamaan paljaalle silmälle näkymättömiä korkeita ja matalia pisteitä. Yksityiskohtaan kiinnitetty huomio erottaa kenraalin autoleimaus myydä erikoistuneelta koripaneelinvalmistajalta.

Kustannustekijät ja toimittajan pätevyys

Tammistuksen taloudellisuus perustuu työkalujen ammortisointiin ja syklin ajaksi. A-luokan siirtomyrkkyjen alkuinvestointi voi olla miljoonia dollareita. Toimittajan valinta ei siis ole pelkästään kappaleen hinnan kannalta tärkeää, vaan myös elinkaaren kapasiteetin kannalta.

Prototyypin ja tuotannon välinen siirtymä

OEM-valmistajien keskeinen pullonkaula on siirtyminen pehmeiden työkalujen prototyypistä kovaan työkaluun. Toimittajat, jotka pystyvät hallitsemaan molempia vaiheita, vähentävät riskiä merkittävästi. Esimerkiksi valmistajat, kuten Shaoyi Metal Technology tämä on yksi niistä tavoista, joilla voidaan edistää teollisuuden kehittämistä. Heidän laitoksensa tukee painokapasiteettia jopa 600 tonnia ja noudattaa IATF 16949 -standardeja, mikä varmistaa, että prototyyppivaiheessa kehitetyt tiukat laadunvalvontatehtävät säilyvät, kun tuotanto kasvaa miljooniin yksiköihin.

Tärkeimmät tarkastusperusteet

Kun hankintiryhmät tarkastavat mahdollisen osakkaan, joka on valmistautunut osastojen valmistukseen, niiden olisi tarkistettava

• Paine-tonnaatti ja sängyn koko: Onko heillä yli 1000 tonnia painetta, jota tarvitaan yhden osan vartalon puolelle tai konepeltiin?
• Simulointiohjelmisto: Käyttävätkö he AutoFormia tai Dynaformia ennakoimaan kevät- ja ohentautumista ennen teräksen leikkausta?
• Toissijaiset toiminnot: Voivatko ne käsitellä reunavaluuta (ulkopaneelikon reunasta taivutettavan sisäpaneelin) ja robottien kokoamista?

Johtopäätös

Herrastaa metallin syvämuovaustekniikalla valmistetaan karoserian paneeleja tämä edellyttää metallurgisen tieteen, tarkkuustekniikan ja tiukan laadunvalvonnan lähentymistä. Kun ajoneuvojen suunnittelu muuttuu aerodynamiikkaan ja kevyemmäksi, riippuvuus kehittyneestä alumiinimuodostuksesta ja A-luokan pintojen täydellisyydestä vain kasvaa. Onnistuminen tällä alalla riippuu yhteistyöstä valmistajien kanssa, joilla ei ole ainoastaan tarvittavaa suurtonnalisää infrastruktuuria vaan jotka myös osoittavat syvän ymmärryksen tribologiasta ja vikojen vähentämisestä.

Usein kysytyt kysymykset

1. Säännöt Mikä on luokkaan A kuuluvien ja luokkaan B kuuluvien leimauspinnan ero?

Luokan A pintojen tarkoitetaan ajoneuvon näkyviä ulkokappaleita (kapselit, suojaimet, ovet), jotka vaativat virheettömän peilikaltaisen viimeistelmän, joka sopii maalaamiseen. Luokan B pintojen tarkoitetaan sisäisiä tai rakenteellisia osia (latti- tai ovenrakenteet), joissa on sallittua pienempiä esteettisiä puutteita, kuten työkalupisteitä tai aaltoja, kunhan rakenteellinen eheys säilyy.

2. Suomalainen Miksi alumiinia käytetään nykyisissä korpuspaneeleissa useammin?

Alumiini on noin kolmannes teräksen painosta, mikä parantaa merkittävästi polttomoottorissa käytettävää polttoainetta ja laajentaa sähköautojen käyttöä. Vaikka ne ovat kalliimpia ja vaikeampia leimattaa kevätpään vuoksi, painon säästö oikeuttaa premium- ja sähköautojen kustannukset.

3. Hän ei ole kuollut. Mikä puristuksen tonniteho on tarpeen korpuspaneelien leimaamiseen?

Suurten kappaleiden muovaus vaatii yleensä suuria hydraulisia tai mekaanisia pressuja, joiden puristusvoima vaihtelee usein 1 000–3 000 tonnin tai enemmän välillä. Tämä suuri voima on tarpeen, jotta metalli saadaan muovattua monimutkaisiin muotoihin repeämättä, erityisesti kun käsitellään korkean lujuuden seoksia.